Valor nutritivo do colmo de híbridos de milho colhidos em três estádios de maturidade

Stalk nutritive value of corn hybrids harvested at three maturity stages

ZOOTECNIA

Valor nutritivo do colmo de híbridos de milho colhidos em três estádios de maturidade

Stalk nutritive value of corn hybrids harvested at three maturity stages

Diego Reynaga Salazar^I; Samuel dos Santos Stabile^I; Paula de Souza Guimarães^II; Maria Elisa Ayres Guidetti Zagatto Paterniani^II; Marcos Veiga dos Santos^I; Luis Felipe Prada e Silva^I

^IUniversidade de São Paulo, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento de Nutrição e Produção Animal, Avenida Duque de Caxias Norte, nº 225, CEP 13635-900 Pirassununga, SP. E-mail: [e-mail], [e-mail], [e-mail], [e-mail]

^IIInstituto Agronômico, Avenida Barão de Itapura, nº 1.481, CEP 13020-902 Campinas, SP. E-mail: [e-mail], [e-mail]

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da maturidade da planta sobre a qualidade nutricional do colmo de híbridos de milho, para definir critérios de seleção em programas de melhoramento de milho para ensilagem. Foram avaliados 15 híbridos de milho, do programa de melhoramento do Instituto Agronômico, em Campinas, SP, colhidos com 90, 120 e 150 dias após a germinação, em experimento com delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. O quarto e o quinto internódios do colmo foram retirados para determinação da composição bromatológica e digestibilidade in vitro. Com o avanço da maturidade, houve queda no teor de fibra e aumento no de lignina de ambos os internódios. Observou-se aumento na digestibilidade da matéria seca do quinto internódio, mas não houve mudanças na do quarto internódio. A maturidade também reduziu a digestibilidade da fibra em detergente neutro (DIVFDN) do quarto internódio, mas não a do quinto. A DIVFDN do quarto internódio pode ser utilizada como parâmetro de seleção para aumento da qualidade nutricional de híbridos de milho. Nas três idades de corte, houve grande variabilidade genética dos parâmetros de qualidade, o que realça a possibilidade de implantação de programas de melhoramento genético para qualidade nutricional do milho para ensilagem.

Termos para indexação:Zea mays, degradabilidade, lignina, melhoramento genético, parede celular.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the effect of plant maturing on the stalk nutritional quality of corn hybrids, in order to define selection criteria in breeding programs of maize for silage. Fifteen hybrids from the Instituto Agronômico breeding program in Campinas, SP, Brazil, harvested at 90, 120 and 150 days after germination, were evaluated in a randomized block design, with three replicates. The fourth and fifth stalk internodes were removed for determination of chemical composition and in vitro digestibility. In both internodes, fiber content decreased and lignin content increased as maturity advanced. Dry matter digestibility of the fifth internode increased with maturity, while there was no change in the fourth internode. Maturity reduced neutral detergent fiber digestibility (DIVFDN) of the fourth internode but not of the fifth one. The forth internode DIVFDN can be used as a selection criterium for nutritional quality improvement of corn hybrids. There was great genetic variability of quality parameters, among harvested hybrids at the three maturity stages, which highlights the possibility of implementing breeding programs for nutritional quality of corn for silage.

Indexing terms:Zea mays, degradability, lignin, breeding, cell wall.

Introdução

A produção de animais ruminantes no Brasil é altamente dependente de forragens (Matos, 1995). Como as forragens possuem alta concentração de parede celular, normalmente o desempenho de animais de alta produtividade é limitado principalmente pela taxa de digestão e passagem pelo rúmen da fração fibrosa da dieta (Oba & Allen, 1999; Barrière et al., 2003). O aumento da digestibilidade da parede celular tornou-se o objetivo de vários programas de melhoramento de forragens e híbridos de milho, para produção de silagem (Gomes et al., 2004; Masoero et al., 2006). Para isso, a escolha da cultivar é uma das decisões de manejo mais importantes na elaboração da silagem, sendo que essa escolha frequentemente significa a diferença entre lucro e prejuízo.

O milho é considerado planta padrão para ensilagem, por produzir silagem de alta qualidade, com reduzidas perdas. Para que isso ocorra, é necessário observar o grau de maturidade ideal da planta ao ser colhida, em razão do efeito desse grau de maturidade, no momento da colheita, sobre o valor nutritivo da silagem (Alvarez et al., 2006).

Até recentemente, considerava-se que as características de um bom híbrido de milho para silagem eram as de um bom híbrido de milho para grãos, com base na suposição de que o valor nutritivo de uma silagem é predominantemente influenciado pelo teor de grãos (Ma et al., 2006). Atualmente, no entanto, há o reconhecimento de que critérios de seleção desejáveis para produção de grãos, como hastes fortes e grãos duros de alta densidade e rápida taxa de secagem, podem ser indesejáveis para colheita, fermentação e digestibilidade da silagem (Barrière et al., 2005). Híbridos de milho para silagem devem maturar mais lentamente, com declínio gradual da umidade da planta, ter grãos macios, baixo teor de fibra em detergente neutro (FDN) e alta digestibilidade da FDN (Dwyer et al., 1998).

Com o avanço da maturidade das plantas, ocorre queda da digestibilidade dos tecidos da haste de forragens, e essa queda está associada ao acúmulo de lignina (Brito et al., 2003). Entretanto, o grau em que as diferentes partes da planta e seus tecidos lignificam-se varia grandemente (Wilson, 1993). Essa diferença de lignificação, específica para cada tecido, pode ser responsável pela baixa correlação entre concentração de lignina e digestibilidade da parede celular de amostras de forragens com maturidade similar (Jung & Casler, 2006).

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da idade de corte sobre a qualidade nutricional do colmo de híbridos de milho, a fim de definir critérios de seleção em programas de melhoramento de híbridos para ensilagem.

Material e Métodos

O Experimento foi conduzido na área do Instituto Agronômico, em Campinas, Estado de São Paulo (22º54'S e 47º03'W, altitude de 600 m). O clima da região, segundo a classificação do Instituto Nacional de Meteorologia, é do tipo subtropical relativamente seco, com chuvas de verão e inverno. A média anual de precipitação pluviométrica é de 1.249 mm, e temperatura média máxima de 29,26ºC, e média mínima de 18,14ºC, com 60-80% de umidade relativa. O estabelecimento da cultura foi realizado em área plana, em Latossolo Vermelho distroférrico (Santos et al., 2006). O experimento foi conduzido de 9/11/2005 a 22/3/2006, e a condição climática manteve-se dentro do padrão da época, sem ocorrência de falta de água por período prolongado

Em 9/11/2005, foram semeados 15 híbridos de milho, adubados com 250 kg ha^-1 de N-P-K 8-28-16, no momento do plantio. Realizou-se, também, uma adubação de cobertura com 100 kg ha^-1 de N, na forma de ureia, quando a cultura apresentava-se no estádio de seis folhas desenvolvidas.

Foram avaliados 12 híbridos experimentais "top/ crosses", obtidos de cruzamentos de linhagens parcialmente endogâmicas com o testador IA 33, denominados: IA 33 x HC 1-2-1; IA 33 x HC 2-6-2; IA 33 x HC 2-8-2; IA 33 x HC 3-2-1; IA 33 x HC 7-12-1; IA 33 x HC 9-14-1; IA 33 x HC 10-3-1; IA 33 x HC 12-3-1; IA 33 x HC 12-6-1; IA 33 x HC 13-1-1; IA 33 x HC 13-28-1. Além delas, avaliaram-se também o testador IA 33 e duas testemunhas comerciais (DKB 350 e IAC 8333), no total de 15 tratamentos, testados sob delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições.

As parcelas experimentais foram constituídas por quatro linhas de 5 m, espaçadas com 0,8 m, com 25 plantas por linha. Os híbridos foram colhidos após 90, 120 e 150 dias de crescimento. Essas idades foram escolhidas por representar o início do estádio reprodutivo, fase de grãos leitosos e fase de grãos no ponto farináceo-duro, respectivamente. A primeira coleta foi realizada nos dias 16 e 17 de janeiro, a segunda nos dias 16 e 17 de fevereiro e a terceira nos dias 20 e 21 de março.

A cada data de corte, quatro plantas inteiras foram cortadas rente ao solo e separadas nas frações folhas, colmos e espigas. O quarto e o quinto internódios do colmo foram coletados para determinação da composição química e digestibilidade in vitro. As amostras foram secas em estufa, com ventilação forçada de ar a 55ºC, por 72 horas. Após moagem em moinho com peneira de 1 mm, as amostras foram acondicionadas em frascos de vidro.

As análises laboratoriais foram realizadas no Laboratório de Bromatologia da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo, no Campus Pirassununga, SP. Os parâmetros analisados foram: produção de matéria seca (PMS); teores de matéria seca (MS), fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA) e lignina; e digestibilidade in vitro da MS (DIVMS) e da FDN (DIVFDN). Os teores de FDN foram determinados segundo Van Soest et al. (1991), sem adição de α-amilase e sem adição de sulfito de sódio, e os teores de FDA, lignina, DIVMS e DIVFDN foram determinados conforme Goering & Van Soest (1970).

Após secagem em estufa, a 55ºC por 72 horas, amostras do quarto e do quinto internódios foram moídas a 1 mm e incubadas em duplicata por 30 horas, a 39ºC, em solução de MacDougall e líquido ruminal, em estufa de temperatura controlada. O fluído ruminal foi coletado de três vacas mantidas a pasto que haviam recebido suplementação mineral. Durante a incubação, os frascos foram agitados três vezes ao dia. Ao final da incubação, os frascos foram removidos da estufa, e adicionados 20 mL de solução detergente neutro e, em seguida, foram estocados a -20ºC, para análise posterior do teor de FDN, segundo Van Soest et al. (1991). O teor de MS a 105ºC foi determinado para cálculo da DIVMS, DIVFDN.

Utilizou-se um delineamento em blocos ao acaso, com parcelas subsubdivididas, em que as idades de corte eram as parcelas, os híbridos, as subparcelas e os internódios, as subsubparcelas. A análise estatística foi feita utilizando-se o procedimento "MIXED" do SAS (SAS Institute, 2001), tendo-se considerado os efeitos fixos de híbrido, maturidade, internódio e interações entre os três, e os efeitos aleatórios de bloco. Foi realizado o teste t protegido por Fisher para comparação das médias.

Resultados e Discussão

Durante o desenvolvimento dos híbridos, houve aumento quadrático na produção de MS de espigas - em termos de percentagem da matéria seca - e do teor de MS da planta inteira. De maneira inversa, houve decréscimo quadrático na proporção de colmos e folhas. Conforme o modelo obtido [MS (%) = 36,7 - 0,7 x idade + 0,005 x idade²; R² = 0,94], os híbridos de milho atingiram o teor de umidade de 32% de MS, recomendado para corte (Cox & Cherney, 2005), aos 132 dias após o plantio e, após esse ponto, houve perda de 0,7% de umidade a cada dia. Isto significa que o período para realização do corte, em que as plantas encontram-se na umidade recomendada (32-35% de MS), foi de apenas seis dias. Ao estudar quatro híbridos de milho durante quatro anos, Ma et al. (2006) relatam um período de corte de oito dias, para colheita dos híbridos entre 30 e 38% de MS.

De acordo com o modelo obtido [PMS (kg ha^-1) = -6.2913 + 1.073 x idade - 3,4 x idade²; R² = 77,7], houve acréscimo de 110 kg ha^-1 dia^-1 de MS, entre os teores de 32 e 45% de MS, ou seja, ao se colher as plantas com 32% em vez de 45% de MS, haveria uma perda de produtividade de 1.900 kg ha^-1 de MS. A produtividade de MS, mesmo com essa perda estimada, corresponderia a mais de 90% da máxima teórica estimada, o que está de acordo com a recomendação para o ponto ótimo de colheita, que é de produtividade igual ou superior a 85% da produtividade máxima (Cox & Cherney, 2005).

Houve diferença entre os híbridos quanto ao teor de MS e à produção total de MS, quando colhidos com 90, 120 e 150 dias (Tabela 1). Beleze et al. (2003), ao avaliar cinco híbridos de milho na região sul do Estado do Paraná, observaram produção de matéria seca de 17,24 e 15,14 Mg ha^-1; valores próximos aos observados no presente trabalho.

Observou-se variação significativa entre os híbridos de milho, em relação ao percentual de participação na silagem das frações espiga, folha e colmo, nas três idades de corte (Tabela 1). Entre as diferenças mais expressivas, na idade de 120 dias, notou-se que o híbrido IA33xHC13-28-1 apresentou a maior proporção de colmo e folha e a menor proporção de espiga. No extremo oposto, o híbrido IA33xHC9-14-1 apresentou menor proporção de colmo e folha, e maior proporção de espiga.

Não houve efeito da maturidade das plantas nem da interação internódios x maturidade sobre o comprimento ou diâmetro dos dois internódios colhidos (Tabela 2). Esses dados corroboram os resultados de Jung (2003), em que a elongação e espessamento do colmo do milho terminam no final do estádio vegetativo, com aproximadamente 80 dias após emergência. O quinto internódio apresentou maior comprimento médio e menor diâmetro médio do que o quarto internódio.

Houve efeito da maturidade e do internódio sobre o valor de FDN do colmo de híbridos de milho, porém não houve interação maturidade x internódio (Tabela 2). O teor de FDN médio foi maior no quinto, em comparação ao quarto internódio. Houve queda no teor de FDN, em ambos os internódios, com o avanço da maturidade, passando de 70,6%, com 90 dias, para 63,0% da MS com 150 dias de desenvolvimento.

Diferentemente das demais forragens, em plantas de milho, normalmente não há aumento do teor de FDN com o avanço da maturidade, e pode até mesmo ocorrer redução no teor total de FDN (Johnson et al., 2002). Essa queda no valor total de FDN, com o avanço da maturidade, pode ser explicada pelo acúmulo de amido nos grãos (Filya, 2004). A translocação de nutrientes da parte aérea para os grãos (Ferreira, 2001) pode acarretar aumento do teor de FDN, FDA e lignina do colmo, com o avanço da maturidade (Estrada-Flores et al., 2006; Masoero et al., 2006).

No entanto, no presente trabalho, o teor de FDN dos internódios avaliados diminuiu com o avanço da maturidade, possivelmente em razão do armazenamento de sacarose e amido (Jung & Casler, 2006). O mesmo resultado foi observado por Silva et al. (2008). Ao estudar o quarto internódio do colmo de três híbridos de milho, Jung & Casler (2006) relataram que, com o avanço da maturidade, há aumento no teor de parede celular desse internódio, até os 66 dias após o plantio, e que após esse período há redução no teor de parede celular. Zeoula et al. (2003a) relataram que não houve mudança nos teores de FDN, FDA e lignina do colmo de híbridos de milho com o avanço da maturidade. É vantajoso os produtores utilizarem híbridos de milho que apresentem aumento lento do teor de FDN do colmo, pois isso irá permitir maior flexibilidade no período de colheita.

Não houve diferença entre os internódios quanto ao teor de FDA e de lignina na MS, com o avanço na maturidade das plantas (Tabela 2). No entanto, quando o teor de lignina foi expresso como percentagem de FDN, houve interação significativa entre internódio e idade.

Com relação ao colmo do milho, os componentes da parede celular são depositados na direção acrópeta, mais fortemente nos internódios mais velhos e mais baixos (Morrison & Buxton, 1993). Assim, eram esperadas maiores concentrações de FDN e de lignina no quarto internódio em relação ao quinto. Porém, não houve diferença entre esses teores médios nos internódios (Tabela 2). O quinto internódio apresentou maior concentração de lignina expressa em percentagem da FDN do que o quarto, quando colhido aos 120 dias de crescimento. No entanto, aos 90 ou 150 dias, o teor de lignina foi igual nos dois internódios. Além de haver diferença na deposição de lignina entre os internódios do colmo do milho, também existe grande diferença na síntese de ácido ferúlico e ácido p-cumárico - responsáveis pela ligação entre a lignina e os carboidratos da parede celular - que prejudicam a digestibilidade dos colmos (Jung, 2003).

Como a maturidade afetou diferentemente o teor de lignina em percentagem da FDN e a digestibilidade da parede celular dos internódios (Tabela 2), os dados não podem ser apresentados como uma média de ambos, e devem ser analisados separadamente. O avanço da maturidade aumentou a DIVMS do quinto internódio, mas não exerceu efeito sobre a DIVMS do quarto internódio. Para a DIVFDN, o efeito foi inverso: o aumento da maturidade promoveu queda linear na DIVFDN no quarto internódio, e não exerceu efeito sobre a DIVFDN do quinto. Ao estudar o efeito da maturidade sobre a digestibilidade do colmo do milho, Masoero et al. (2006) observaram queda nos valores de DIVMS e DIVFDN, o que também foi relatado por Estrada-Flores et al. (2006).

Ao se analisar a composição bromatológica do quarto internódio, o teor médio de FDN diferiu entre os híbridos de milho, nas três idades de corte (Tabela 3). O maior teor de FDN foi verificado no híbrido DKB 350, na idade de 120 dias, enquanto que o híbrido IAC 8333 apresentou o menor valor de FDN. O teor de lignina em percentagem da FDN, na idade de 150 dias, foi mais elevado no híbrido DKB 350, quando comparado ao híbrido IA 33. Não foi encontrada diferença significativa, ao longo das três idades de corte, no teor de FDA.

Ao avaliar cinco híbridos de milho em diferentes estádios de maturação, na região sul do Estado do Paraná, Zeoula et al. (2003a) não obtiveram variabilidade no teor de FDN, FDA e lignina da fração colmo + bainha. Silva et al. (1999), ao avaliar a concentração de FDN no colmo + folha, encontraram valores que variaram entre 55,0 a 67,4%, em híbridos de milho, em 1995/1996, e entre 61,0 a 71,2% de FDN, em 1996/1997.

Ao se analisar a composição bromatológica do quinto internódio, observou-se efeito da maturidade sobre os valores médios de FDN, FDA e lignina (Tabela 4). Houve efeito de híbrido sobre o teor de FDN do quinto internódio, nas três idades de corte, porém os teores de FDA e de lignina (percentagem da FDN) só diferiram entre os híbridos quando colhidos com 150 dias de crescimento.

A digestibilidade da parede celular de plantas forrageiras é um dos principais limitadores do desempenho de animais ruminantes em países tropicais (Zeoula et al., 2003b). Com o avanço da maturidade, normalmente ocorre rápida queda da digestibilidade da fibra de plantas forrageiras, o que reduz o potencial de produção dos animais ruminantes (Johnson et al., 2002). É fundamental a seleção de forrageiras que possuam maior digestibilidade da FDN e que a mantenham alta, mesmo em estádios avançados de maturidade, para a eficiência produtiva de sistemas de produção com altos níveis de inclusão de forragens na dieta.

Observou-se efeito da maturidade sobre o valor médio da DIVFDN do quarto internódio, que passou de 30,5 para 23,7%, dos 90 para os 150 dias, respectivamente (Tabela 5). Não houve efeito de maturidade sobre os valores médios de DIVMS do quarto internódio do colmo. Observou-se a existência de variabilidade genética dos 15 híbridos de milho avaliados, quanto à DIVMS e à DIVFDN, somente quando colhidos aos 90 dias. Não houve diferença entre os híbridos quanto à DIVFDN do quarto internódio, provavelmente em razão da grande variabilidade estatística (EPM) encontrada.

A maturidade afetou a digestibilidade do quinto internódio do colmo de maneira distinta à do quarto. Houve aumento da DIVMS do quinto internódio com avanço da maturidade, e não houve efeito da maturidade sobre o valor médio de DIVFDN (Tabela 6). Houve variabilidade genética para a DIVMS do quinto internódio nas três idades de corte, e para DIVFDN somente quando colhidos aos 120 dias de crescimento.

Conclusões

1. Com o avanço da maturidade, ocorre queda nos teores de fibra em detergente neutro e aumento nos teores de lignina do quarto e quinto internódios do colmo de plantas de milho.

2. Com o avanço da maturidade, ocorre redução na digestibilidade in vitro da fibra em detergente neutro do quarto internódio, mas não há efeito sobre o quinto internódio.

3. Existe grande variabilidade genética quanto ao efeito da maturidade sobre a composição morfológica de plantas e qualidade nutricional do colmo de híbridos de milho.

Recebido em 10 de maio de 2010 e aprovado em 22 de junho de 2010

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  01 Set 2010
• Data do Fascículo
  Jul 2010

Histórico

• Recebido
  10 Maio 2010
• Aceito
  22 Jun 2010