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Effects of Plant Secondary Compounds on Nutritional Carrying Capacity Estimates of a Browsing Ungulate

2011; Elsevier BV; Volume: 64; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.2111/rem-d-10-00078.1

1551-5028

Steve K. Windels, David G. Hewitt,

Rangeland Management and Livestock Ecology

Carrying capacity estimates based on digestible protein (DP) and energy (DE) are useful in comparing effects of land management practices or the ability of different vegetation communities to support herbivores. Plant secondary compounds that negatively affect forage quality would be expected to change nutritionally based estimates of carrying capacity. We evaluated the effect of plant secondary compounds on nutritionally based carrying capacity estimates of white-tailed deer (Odocoileus virginianus Zimmerman) in Tamaulipan thorn scrub of northern Mexico. Forage biomass, nutrient concentration, and tannin concentration (protein-precipitating capacity) were measured for 23 forage items during spring and summer in three replicate pastures. Nitrogen in phenolic amines was estimated for the two principal woody browse species in deer diets and was assumed to be unavailable for amino acid synthesis. Carrying capacity estimates were calculated based on three dietary concentrations of DP and DE. Nutritional carrying capacity estimates that accounted for antinutritional compounds were reduced 50 ± 6%, 28 ± 8%, and 0 ± 0% (mean ± SE) for diets of high, medium, and low DE concentration, respectively, compared to estimates from models that ignored the effects of these compounds. Accounting for effects of plant secondary compounds reduced DP-derived carrying capacity estimates 4 ± 3%, 47 ± 9%, and 9 ± 8% for diets with high, medium, and low concentrations of DP, respectively. High variation in percent reduction in carrying capacity estimates occurred because of site and seasonal variation in plant species composition and biomass, making application of a single correction factor to account for plant secondary compound effects on carrying capacity infeasible. Protein-precipitating capacity of tannins accounted for > 98% of the reductions in carrying capacity estimates based on DP. Our results clearly demonstrate the need to consider effects of tannins on ungulate carrying capacity estimates based on DP and DE. Estimates can be further refined by accounting for nonprotein nitrogen and other antinutritional compounds in all forage items. Las estimaciones de la capacidad de carga basadas en la proteína (DP) y la energía digestible (DE) son útiles para comparar las prácticas de manejo en los pastizales o la capacidad que diferentes comunidades de vegetación tienen para mantener a los herbívoros. Los compuestos secundarios de las plantas que afectan negativamente la calidad del forraje se podría esperar que cambiaran las estimaciones de la capacidad de carga basadas en las estimaciones nutricionales. Evaluamos el efecto de los compuestos secundarios de las plantas en las estimaciones de la capacidad de carga para venado cola blanca (Odocoileus virginianus Zimmerman) basada en las estimaciones nutricionales en un matorral espinoso tamaulipeco en el Norte de México. La biomasa del forraje, concentración de nutrientes, y la concentración de taninos (capacidad de precipitación de la proteína) se midieron en 23 componentes durante primavera y verano en tres potreros/repeticiones. El nitrógeno en los aminos fenolicos fue estimado para dos especies principales de arbustos de la dieta del venado y se asumió que no era disponible para la síntesis de aminoácidos. La capacidad de carga se calculó basándose en tres concentraciones de la dieta de DP y DE. Las estimaciones de la capacidad de carga alimenticia tomando en cuenta los compuestos anti nutricionales redujeron 50 ± 6%, 28 ± 8%, 0 ± 0% (media ± DS) para dietas de alta, media y bajas concentraciones de DE respectivamente comparado con las estimaciones de los modelos donde se ignoran los efectos de estos compuestos. Tomando en cuenta los efectos de los compuestos secundarios en la reducción de la capacidad de carga de las estimaciones de DP fueron 4 ± 3%, 47 ± 9%, and 9 ± 8% para dietas con alto, medio y bajas concentraciones de DP, respectivamente. La alta variación en el porcentaje de la reducción de la estimación de carga se presentó por la variación estacional de la composición de las plantas y en los sitios, así como en la biomasa, haciendo el uso de un solo factor de corrección para explicar los efectos de los compuestos secundarios sobre la capacidad de la carga imposible. La capacidad de precipitación de la proteína de los taninos explicó > 98% de la reducción de la estimación de capacidad de carga basándose en DP. Nuestros resultados claramente demuestran la necesidad de considerar los efectos de los taninos en las estimaciones de la capacidad de carga de los ungulados basándose en las estimaciones de DP y DE. Las estimaciones pueden refinarse más a fondo tomando en cuenta el nitrógeno-no proteico y otros compuestos anti nutricionales en todos los componentes del forraje.