Consumo e digestibilidade de feno de baixa qualidade suplementado com nitrogênio não protéico em bovinos

Intake and digestibility of low-quality hay with nonprotein nitrogen supplementation in cattle

ZOOTECNIA

Consumo e digestibilidade de feno de baixa qualidade suplementado com nitrogênio não protéico em bovinos

Intake and digestibility of low-quality hay with nonprotein nitrogen supplementation in cattle

Giovanni Mateus Mallmann; Harold Ospina Patino; André Luís Finkler da Silveira; Fábio Schuler Medeiros; Marcelo Knorr

Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Fac. de Agronomia, Dep. de Zootecnia, Av. Bento Gonçalves, nº 7.712, Agronomia, CEP 90540-000 Porto Alegre, RS. E-mail:[e-mail]

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de níveis de inclusão de nitrogênio não protéico, em suplementos fornecidos a tourinhos Hereford, com 17 meses e peso médio de 220 kg, alimentados com feno de tifton (Cynodon dactylon) ad libitum. Os tratamentos avaliados foram: feno + suplemento sem uréia; feno + suplemento com 0,28 g de uréia kg^-1 PV^0,75; feno + suplemento com 0,55 g de uréia kg^-1 PV^0,75; feno + suplemento com 0,83 g de uréia kg^-1 PV^0,75 e feno + suplemento com 1,11 g de uréia kg^-1 PV^0,75. O feno apresentou, na média, 3,86% de proteína bruta e 84,66% de fibra em detergente neutro. Não se constatou efeito da suplementação sobre a digestibilidade da matéria orgânica, matéria orgânica do feno, fibra em detergente neutro, celulose e hemicelulose; o consumo total desses itens respondeu quadraticamente à suplementação com níveis crescentes de nitrogênio não protéico. A suplementação não afetou a excreção fecal metabólica de matéria orgânica, o que sugere aumento na taxa de passagem (variação no consumo) e na taxa de digestão (digestibilidade constante). O consumo de matéria orgânica digestível apresentou comportamento quadrático com aumento dos níveis de uréia na dieta. Quando o nível de proteína degradável no rúmen foi equivalente a 8,1% da matéria orgânica digestível, a relação de consumo entre esses componentes foi otimizada.

Termos para indexação: suplementação protéica, uréia, amiréia, matéria orgânica digestível, proteína degradável no rúmen.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the effect of nonprotein nitrogen supplementation levels on the digestibility of low-quality hay (Cynodon dactylon), which was offered ad libitum to Hereford bulls aging 17 months and weighing 220 kg. The evaluated treatments were: hay + no urea supplement; hay + supplement with 0.28 g urea kg^{- 1} BW^0.75; hay + supplement with 0.55 g urea kg^-1 BW^0.75; hay + supplement with 0.83 g urea kg^{- 1} BW^0.75 and hay + supplement with 1.11 g urea kg^{- 1} BW^0.75. Hay composition presented 3.86% of crude protein and 84.66% of neutral detergent fiber. Digestibility of organic matter, organic matter of forage, neutral detergent fiber, cellulose and hemicellulose were not affected by nonprotein nitrogen level; total intake of these components showed a quadratic response to nonprotein nitrogen supplementation. Organic matter metabolic fecal excretion was not affected by supplementation, suggesting a simultaneous increase in both passage (intake increase) and digestion rates (stable digestibility). The digestible organic matter intake showed a quadratic response with the increase of urea supplementation levels. The relationship between rumen degradable protein intake and digestible organic matter intake showed a maximization point, when rumen degradable protein intake was equivalent to 8.1% of digestible organic matter intake.

Index terms: protein supplementation, urea, starea, digestible organic matter, rumen degradable protein.

Introdução

A alimentação dos ruminantes em pastejo está sujeita às variações climáticas do país, que fazem com que aproximadamente 80% da produção anual de matéria seca das pastagens ocorra no período de outubro a março (primavera-verão), sendo o período de abril a setembro (outono-inverno) de menor produção e qualidade. Essa sazonalidade quantitativa e qualitativa das forrageiras ocasiona queda nos índices produtivos e reprodutivos do rebanho bovino.

Apesar das práticas de manejo para minimizar os efeitos sazonais, as pastagens apresentam limitações nutricionais que impedem a expressão máxima do potencial genético dos animais. Assim, a suplementação é uma das ferramentas disponíveis ao produtor, para contornar as deficiências nutricionais que limitam a produção dos animais. Sob condições de pastejo, 70% da resposta produtiva dos animais é determinada pelo consumo de alimento e os 30% restantes, pela digestibilidade e eficiência de utilização dos nutrientes (Minson, 1994). Em condições onde são utilizadas forragens de baixa qualidade, o primeiro fator nutricional limitante do desempenho animal é a disponibilidade de energia e, para os microrganismos ruminais, a disponibilidade de proteína e minerais (Ospina & Medeiros, 2003).

As considerações anteriores claramente demonstram a importância de se otimizar o ambiente ruminal, visando a melhorar a utilização dos alimentos fibrosos. A otimização do ambiente ruminal depende, basicamente, do adequado fornecimento de substratos que permitam a manutenção e o crescimento da microbiota ruminal e, sob condições de pastejo, isto pode ser conseguido pela utilização de suplementos.

Na suplementação de ruminantes, alimentados com volumosos de baixa qualidade, o consumo total de matéria orgânica digestível depende da adequada relação entre a proteína degradável no rúmen e a matéria orgânica digestível, presentes na dieta do animal (Cochran et al., 1998). A otimização dessa relação permite aumentar o consumo e a digestibilidade, em decorrência de alterações do ambiente ruminal, que resultam em melhor desempenho produtivo e reprodutivo dos animais (Mathis et al., 2000).

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da utilização de suplementos protéicos, formulados com níveis crescentes de proteína degradável no rúmen, sobre o consumo e a digestibilidade de feno de baixa qualidade fornecido a bovinos de corte.

Material e Métodos

O experimento foi realizado nos laboratórios de Nutrição de Ruminantes (Lanur) e de Nutrição Animal "Prof. Dulphe Pinheiro Machado", ambos pertencentes ao Dep. de Zootecnia da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Foram utilizados 15 tourinhos Hereford, com idade e peso médios de 17 meses e 220 kg, respectivamente. No início do experimento, todos os animais receberam vermífugo e complexo vitamínico ADE injetável, conforme recomendações de bula.

Os tratamentos consistiram no fornecimento de suplementos, formulados de modo a apresentar níveis crescentes de nitrogênio não protéico (NNP), mediante a inclusão de quantidades crescentes de amiréia (52% de uréia), produto resultante da extrusão de ingredientes ricos em amido, na presença de uréia e enxofre. Os tratamentos avaliados foram os seguintes: feno + suplemento sem uréia; feno + suplemento com 0,28 g de uréia por kg de PV^0,75; feno + suplemento com 0,55 g de uréia por kg de PV^0,75; feno + suplemento com 0,83 g de uréia por kg de PV^0,75 e feno + suplemento com 1,11 g de uréia por kg de PV^0,75.

A quantidade de uréia utilizada na formulação dos suplementos foi definida a partir da digestibilidade in vitro verdadeira da matéria orgânica (DIVVMO) do feno e da degradabilidade efetiva da proteína, de forma a obter relações crescentes entre o consumo de proteína degradável no rúmen (CPDR) e o consumo de matéria orgânica digestível (CMOD). A DIVVMO foi calculada segundo a técnica descrita por Silveira (2002), e a degradabilidade efetiva da proteína, mediante a incubação ruminal de amostras de feno, segundo Gonzáles et al. (1990) revisado por Huntington & Givens (1995), e os resultados foram ajustados ao modelo proposto por McDonald (1981).

O volumoso utilizado foi feno de tifton (Cynodon dactylon) picado – tamanho de partícula médio entre 10 e 15 cm –, fornecido ad libitum, depois da homogeneização. A composição bromatológica média do feno, fornecido nos períodos I e II, encontra-se na Tabela 1.

Os suplementos foram formulados e preparados antecipadamente, utilizando-se ingredientes provenientes do mesmo lote ou partida, cuja composição bromatológica encontra-se na Tabela 2.

Foi conduzido um ensaio de digestibilidade convencional, com dois períodos experimentais de 15 dias, dos quais dez dias de período de adaptação e cinco de avaliação do consumo máximo e coleta fecal. No período pré-experimental e no intervalo entre períodos, os animais permaneceram em pastos, tendo recebido diariamente um concentrado contendo uréia, o que garantiu a adaptação. Os animais foram mantidos em gaiolas de metabolismo individuais, de madeira, que dispunham de cochos separados para fornecimento de feno e suplemento, e bebedouro automático tipo concha.

No período de adaptação, a quantidade de feno oferecida, inicialmente, foi equivalente a 1,5% do peso vivo (PV), aumentada gradativamente até atingir o consumo máximo. No período de avaliação do consumo máximo e coleta fecal, a oferta de feno foi mantida numa quantidade que permitisse que as sobras fossem de, pelo menos, 15% da quantidade oferecida (Rymer, 2000). Foram coletadas, diariamente, durante o período de avaliação, amostras do feno oferecido aos animais, das sobras e das fezes. Logo depois do experimento, as amostras foram misturadas, homogeneizadas e subamostradas.

Nas amostras de feno, suplementos, sobras e fezes, foram determinados os teores de matéria seca (MS), de matéria orgânica (MO) (Association of Official Analytical Chemists, 1995), fibra em detergente neutro (FDN) (Van Soest & Robertson, 1985), fibra em detergente ácido (FDA) e lignina em detergente ácido (LDA) (Association Official Analytical Chemists, 1995). Os teores de proteína bruta (PB), das amostras de feno e suplementos, foram obtidos pelo método Micro-Kjeldahl (Association Official Analytical Chemists, 1995).

Os coeficientes de digestibilidade aparente da matéria orgânica (FDN), celulose e hemicelulose foram calculados de acordo com Rymer (2000); o coeficiente de digestibilidade verdadeira da matéria orgânica (DVMO), conforme Mulligan et al. (2001); a excreção fecal metabólica (EFM), segundo Van Soest (1994). Nos cálculos da digestibilidade da matéria orgânica do feno (DMO Feno), foi utilizado o método de Bodine et al. (2001). A degradabilidade efetiva da proteína do feno foi determinada pela técnica de sacos de náilon, conforme método proposto por Gonzáles et al. (1990) e revisado por Huntington & Givens (1995). Os resultados foram ajustados ao modelo proposto por McDonald (1981).

O delineamento experimental utilizado foi o completamente casualizado, com cinco tratamentos e três repetições, em dois períodos, cujas médias foram comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Os dados foram analisados conforme o seguinte modelo matemático:

Y_ijk = m + T_i + B_j + P_k + TP_ik + e_ijk,

em que Y_ijk é a k-ésima observação, associada ao i-ésimo tratamento, j-ésimo bloco e k-ésimo período; m é a média; T_i é o efeito do i-ésimo tratamento (i = 1, 2, 3, 4, 5); B_j é o efeito do j-ésimo bloco (j = 1, 2, 3); P_k é o efeito do k-ésimo período (k = 1,2); TP_ik é o efeito da ik-ésima interação entre tratamento e período; e_ijk é o k-ésimo erro, associado à ij-ésima observação.

Os dados foram submetidos à análise de variância e, posteriormente, analisados por meio de regressão, segundo o seguinte modelo matemático:

Y_ij = m + b₁T_i + b₂T_i² + b₃T_i³ + e_ijk,

em que m é o efeito médio; Y_ik é a k-ésima observação, associada ao i-ésimo tratamento; b₁T_i é o regressor, associado ao efeito linear do tratamento; b₂T_i² é o regressor, associado ao efeito quadrático do tratamento; b₃T_i³ é o regressor, associado ao efeito cúbico do i-ésimo tratamento; e_ijk é o j-ésimo erro, associado à i-ésima observação.

Na determinação do ponto de otimização da relação entre os consumos de proteína degradável no rúmen (CPDR) e de matéria orgânica digestível (CMOD), aplicou-se o modelo de regressão segmentada (broken-line analysis), feito pelo procedimento PROC NLIN do SAS Institute (1985).

Resultados e Discussão

A incorporação de níveis crescentes de nitrogênio não protéico ao suplemento não afetou o coeficiente de digestibilidade de nenhuma das frações avaliadas (p>0,05) (Tabela 3). Resultados semelhantes quanto à digestibilidade da matéria orgânica foram obtidos por Koster et al. (1996), ao suplementar feno de baixa qualidade (1,94% de PB e 76,6% de FDN), com níveis crescentes de PDR (caseína). Hess et al. (1999) forneceram níveis de uréia (0, 1, 2 e 3% da MS da forragem), aspergidos sobre volumoso de baixa qualidade e obtiveram correlação linear positiva entre as doses de uréia e a concentração de nitrogênio amoniacal no rúmen (NH₃-N); contudo, o consumo e a degradabilidade in situ do feno não foram afetados pelo incremento de NH₃-N.

O coeficiente de digestibilidade da parede celular (DFDN) e de seus principais componentes – celulose (DCEL) e hemicelulose (DHCEL) –, tanto da dieta quanto do feno, não foram afetados pelo aumento do teor de nitrogênio não protéico nos suplementos avaliados (p>0,05) (Tabela 3). Esses dados contrastam com os resultados obtidos por Mathis et al. (2000), que ao suplementar com teores crescentes de proteína degradável no rúmen (0, 0,041, 0,082 e 0,124% PV) e utilizar feno de sorgo de baixa qualidade (4,3% PB e 59,5% FDN), obtiveram respostas lineares para a digestibilidade da FDN (DFDN), assim como para a digestibilidade da matéria orgânica (DMO).

Koster et al. (1997) obtiveram resposta quadrática para a DMO e tendência à resposta quadrática para a DFDN (p = 0,06), na substituição gradativa do nitrogênio suplementar, proveniente de uma fonte de proteína verdadeira, por uréia. Segundo os autores, o nitrogênio não protéico incorporado à dieta melhorou a digestibilidade, em virtude do suprimento de amônia, principal fonte de nitrogênio das bactérias celulolíticas.

A depressão na digestibilidade, observada nas doses elevadas de uréia ocorreu, provavelmente, pela falta de fatores de crescimento microbiano, tais como ácidos graxos voláteis de cadeia ramificada, peptídeos e aminoácidos (Russell et al., 1992). Neste trabalho, o teor de nitrogênio degradável no rúmen não foi o principal limitante na determinação da digestibilidade das frações nutritivas.

O aumento da incorporação de nitrogênio não protéico aos suplementos não teve efeito sobre a digestibilidade verdadeira da matéria orgânica, nem sobre a excreção fecal metabólica (p>0,05) (Tabela 4). Contudo, os valores absolutos da EFM diminuíram com a inclusão de uréia nos suplementos, o que sugere que a fermentação ruminal pode ter sido melhorada, permitindo que menores quantidades de material potencialmente fermentável escapassem do rúmen e fossem fermentadas no trato digestivo posterior.

O nível de incorporação de nitrogênio não protéico ao suplemento afetou o consumo de matéria orgânica total (CMO) e do feno (CMO Feno), verificando-se, em ambos, um comportamento quadrático (CMO = -16,004x² + 24,93x + 74,17, r² = 0,2162, p<0,05 e CMO Feno = -15,936x² + 23,231x + 70,234, r² = 0,2 0, p<0,05) (Tabela 5). Klevesahl et al. (2003), ao trabalhar com feno de baixa qualidade e doses crescentes de proteína degradável no rúmen, observaram respostas quadráticas sobre o consumo. Segundo esses autores, o aumento do consumo pode estar associado ao suprimento de N, em quantidades adequadas à manutenção da atividade microbiana.

A incorporação de doses crescentes de uréia à dieta aumentou o consumo até certo ponto, tornando evidente que o estímulo proporcionado pela suplementação de proteína degradável tem limites. Provavelmente, as limitações provêm de características da forragem consumida (fermentabilidade inerente e disponibilidade da proteína) e da necessidade de proteína pelo animal (Koster et al., 1997; Mathis et al., 2000).

Os tratamentos com doses crescentes de uréia, em relação à testemunha, tiveram aumentos de 10,6, 17,8, 7,5 e 8,8% no consumo de matéria orgânica (Tabela 5). O maior consumo diário de matéria orgânica do feno (78,7 g UTM^-1) foi obtido com a incorporação de uréia ao suplemento, equivalente a 0,73 g UTM^-1.

Para Moore et al. (1999), as forragens de baixa qualidade geralmente apresentam uma relação NDT:PB acima de 7, indicando deficiência de nitrogênio em relação à energia disponível. O fornecimento de nitrogênio supre a deficiência dos microrganismos ruminais por tal nutriente, aumenta sua atividade, propiciando menor tempo de retenção ruminal dos componentes da parede celular de menor digestibilidade e favorece aumentos no consumo de matéria seca. O aumento da degradação do volumoso, em conseqüência da maior atividade fibrolítica da microbiota ruminal, pode contribuir com o aumento da taxa de passagem (Wickersham et al., 2004).

O consumo de matéria orgânica digestível (CMOD) é considerado uma resposta que integra os fatores determinantes do consumo e da digestibilidade e está estreitamente ligado ao consumo de energia metabolizável e ao desempenho dos animais (Cochran et al., 1998). O CMOD apresentou comportamento quadrático, em relação ao nível de inclusão de uréia ao suplemento (CMOD = -12,02x² + 18,574x + 35,836, r² = 0,3403) (Tabela 5). O ajuste matemático dos dados obtidos mostrou que a inclusão de uréia, em quantidade equivalente a 0,77 g UTM^-1, propiciou consumo de MOD de 43 g UTM^-1, valor intermediário entre os máximos encontrados por Koster et al. (1996) e Mathis et al. (2000), que foram 37,4 e 58,1 g UTM^-1, respectivamente.

O incremento no consumo e os coeficientes de digestibilidade observados sugerem aumentos concomitantes na taxa de passagem e de digestão, como sugerido por Ellis (1978), na suplementação de nitrogênio para volumosos com baixo teor de proteína bruta. Guthrie & Wagner (1988), Mathis et al. (2000), Bandyk et al. (2001) e Klevesahl et al. (2003) obtiveram taxas de passagem da fase sólida do conteúdo ruminal, significativamente maiores, com suplementação de proteína em relação ao tratamento controle.

As doses crescentes de uréia não exerceram efeito significativo sobre a excreção fecal metabólica (EFM), provavelmente pela baixa passagem de carboidratos, potencialmente fermentáveis, para a região do ceco e do cólon (Tabela 4). A relação entre a excreção fecal metabólica e o consumo de matéria orgânica (EFM:CMO) mostrou-se constante e a variação no consumo não chegou a afetar a EFM (Tabela 4). Como os coeficientes de digestibilidade e a EFM mantiveram-se constantes, e houve variação no consumo, pode-se inferir que as taxas de passagem e de digestibilidade sofreram alterações com a inclusão de doses crescentes de uréia.

O coeficiente de adição mostra a variação no CMOD, quando é fornecido suplemento ao animal. Como os coeficientes de digestibilidade permaneceram constantes, a variação nos coeficientes de adição ocorreu em conseqüência do CMO. No experimento, constatou-se aumento no consumo de MOD, com o aumento no fornecimento de uréia, que atingiu um coeficiente de adição máximo de 1,54, com o provimento de 0,73 g uréia UTM^-1 (adição = - 2,5632x² + 3,7603x + 0,1653, r² = 0,38, p<0,01). Ao analisar a equação de regressão, constatam-se adições de 1,15, 1,55, 1,35 e 0,54 kg de MOD por quilograma de suplemento fornecido, nos tratamentos em que o suplemento continha 0,28, 0,55, 0,83 e 1,11 g uréia UTM^-1, respectivamente. Esses dados indicam que, depois de determinado valor de inclusão de nitrogênio não protéico na dieta do animal, o CMO diminui, levando os coeficientes de adição a decrescerem.

O consumo de proteína degradável no rúmen (CPDR) respondeu de forma quadrática à quantidade de uréia incluída no suplemento, o que pode ser explicado pela resposta quadrática que o CMO de feno apresenta. O decréscimo no consumo de feno, a partir de determinada dose de uréia, reduziu a participação de PDR deste na dieta e afetou o CPDR.

A relação entre o consumo de proteína degradável no rúmen e o consumo de matéria orgânica digestível (CPDR:CMOD) mostrou-se crescente e linear entre os tratamentos (CPDR:CMOD = 2,90x + 5,74, r² = 0,95) (Tabela 5). Para cada grama de uréia por UTM suplementada, houve aumento de 5,74 pontos porcentuais na relação. As relações de CPDR:CMOD estão dentro das propostas pelo National Research Council (1996), que variam de 7 a 13 para volumosos de baixa qualidade.

Koster et al. (1996) e Cochran et al. (1998) relataram que a exigência de proteína degradável no rúmen, para a otimização do ambiente ruminal, pode ser obtida pela PDR, que maximiza o consumo de matéria orgânica digestível. Isto é possível depois do ajuste da equação quadrática da relação entre CPDR e o CMOD e o cálculo do ponto máximo da curva. Neste trabalho, o ponto de máximo na curva foi obtido quando a relação entre o CMOD e CPDR foi de 8,1%, valor dentro do intervalo proposto pelo National Research Council (1996).

Koster et al. (1996) e Klevesahl et al. (2003), ao analisar a relação entre o CPDR e o CMOD, pelo método da regressão segmentada (broken line), encontraram valores de 11,1% e 9%, respectivamente. Entretanto, ao utilizar o método de ponto de máximo, obtiveram os valores de 15,8 e 14,2%, respectivamente. Ao se utilizar neste trabalho o modelo de regressão segmentada, obteve-se uma relação ótima de 5,94% (Figura 1).

Os valores da relação CPDR:CMOD, citados na literatura, foram superiores ao obtido no neste trabalho (8,1%), possivelmente pela qualidade do volumoso, particularmente quanto ao teor de FDN. Enquanto a média de FDN dos trabalhos revisados (Koster et al., 1996; Klevesahl et al., 2003) chegava ao máximo de 76,6%, o volumoso utilizado apresentava 84%, tendo menor quantidade de carboidrato não estrutural para fermentação microbiana (Dewhurst et al., 2000), maior tempo de retenção, diminuindo a eficiência da fermentação (Klopfenstein, 1996). Além disso, a suplementação com fonte de nitrogênio não protéico, ao volumoso com baixo teor de proteína bruta (3,86%), pode ter limitado a síntese microbiana por deficiência de fatores de crescimento (como ácidos graxos voláteis de cadeia ramificada), peptídeos e aminoácidos (Russell et al., 1992).

Conclusões

1. O nível de incorporação de nitrogênio não protéico aos suplementos afeta o consumo de matéria orgânica digestível.

2. Conforme o modelo utilizado para estimar a exigência de proteína degradável no rúmen, em relação à matéria orgânica digestível, pode-se diminuir em até 27% o suprimento de proteína degradável no rúmen, sem prejuízo ao consumo de matéria orgânica digestível.

Agradecimentos

À Tortuga Companhia Zootécnica Agrária e à Pajoara Indústria e Comércio Ltda., pelo apoio na execução do trabalho.

Recebido em 12 de novembro de 2004 e aprovado em 21 de junho de 2005

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Maio 2006
• Data do Fascículo
  Fev 2006

Histórico

• Aceito
  21 Jun 2005
• Recebido
  12 Nov 2004