Digestibilidade in situ e cinética ruminal de bovinos de corte a pasto sob suplementação com proteinados

In situ digestibility and ruminal kinetics of steers receiving protein supplementation on pasture

RUMINANTES

Digestibilidade in situ e cinética ruminal de bovinos de corte a pasto sob suplementação com proteinados¹

In situ digestibility and ruminal kinetics of steers receiving protein supplementation on pasture

Luiz Orcírio Fialho de Oliveira^I; Eloísa de Oliveira Simões Saliba^II; Lúcio Carlos Gonçalves^II; Iran Borges^II; Paula de Almeida Barbosa Miranda^III; Maria Paula Ferreira Fialho^III

^IDoutorando em Ciência Animal - UFMG

^IIDepartamento de Zootecnia da UFMG

^IIIMestranda em Zootecnia - UFMG

RESUMO

Foram estudados os efeitos da suplementação com proteinados sobre a degradabilidade da matéria seca (MS), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro e fibra em detergente ácido (FDN e FDA) em bovinos de corte em pastagem de Brachiaria brizantha cv. Marandu. Foram utilizados quatro bovinos Nelore com 395 ± 9 kg, fistulados no rúmen para avaliação da degradabilidade e da cinética da fase líquida e das partículas. Dois bovinos com fístulas esofagianas foram usados para a colheita de extrusas. Suplementos com 50, 40 e 30% de proteína bruta (PB) foram fornecidos na proporção de 400 g/animal/dia em comparação à suplementação controle, com apenas sal mineral. A oferta de suplemento proteinado não influenciou a degradabilidade potencial da MS, PB e FDN, mas promoveu aumento de 36,85% para 48,97% na degradabilidade efetiva da MS e de 22,06% para 30,05% na degradabilidade da FDN. Os suplementos com 40 e 30% de proteína bruta foram superiores ao controle, pois promoveram maior degradabilidade efetiva da PB e maiores taxas de saída das partículas. A taxa de passagem da fase líquida foi 11,4% maior nos animais que receberam os suplementos em relação aos do grupo controle. A degradabilidade efetiva da FDA não foi afetada pelo consumo dos suplementos e variou de 12,19% (controle) a 16,75% (suplemento com 30% de PB). Os resultados deste estudo mostram a importância da suplementação protéica para animais em pastagem de baixa qualidade e também do nível de N dos suplementos.

Palavras-chave:Brachiaria brizantha, degradabilidade, forragem tropical, suplemento proteico

ABSTRACT

The effects of protein supplementation on degradability of dry mattter (DM), crude protein (CP) and neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) were evaluated in beef cattle grazing Brachiaria brizantha cv Marandu. It was used four Nelore steers (395 ± 9 kg) fitted with ruminal cannula to evaluate kinetics and degradability of the liquid phase and of the particles. Forage samples were collected in other two steers with esophageal cannula. Supplements with 50, 40, and 30% of crude protein (CP) were given at the proportion of 400 g/animal/day when compared to control suplementation with only salt and mineral. The offer of protein supplement did not change potential degradability of dry matter, crude protein and neutral detergent fiber but promoted an increase from 36.85% to 48.97% on effective degratability of dry matter and from 22.06% to 30.05% on neutral detergent fiber degradability. Supplements with 40 and 30% of crude protein were higher than the control because they promoted higher efffective degradability of crude protein and higher particle exit rates. The liquid passage rate was 11.4% higher for the animals which received supplementation when compared to the control. The effective degradability of ADF was not affect by consumption and it ranged from 12.19% (control) to 16.75% (supplement with 30% of crude protein). The results of this work show the importance of protein supplementation to animals on pasture of low quality and also the N level of the supplements.

Key Words:Brachiaria brizantha, degradability, protein supplement, tropical forage

Introdução

A produção de carne bovina depende da ingestão de nutrientes digestíveis e metabolizáveis (Weiss, 1994). Níveis de desempenho desejáveis na produção de bovinos de corte podem não ser atingidos quando a forragem apresenta baixos teores de proteína bruta (PB) e de digestibilidade, o que geralmente ocorre durante a estação seca na maior parte do Brasil tropical.

Suplementos proteinados têm sido intensamente utilizados neste período nos sistemas de produção a pasto (Thiago, 1998). Estudos sobre este processo de suplementação têm comprovadomelhoria da digestibili-dade e do consumo (Hess et al., 1994; Oliveira et al., 2004a, b). Os suplementos proteinados presentes no mercado brasileiro geralmente apresentam alta porcentagem de ureia ou amireia, que por sua elevada solubilidade, podem liberar quantidades excessivas de N-NH₃ (Cass et al., 1994), limitando a resposta microbiana e sua eficiência de síntese e degradação do alimento (Henessy & Williamson, 1990; Song & Kennely (1990); Hess et al., 1994; Arelovich et al., 2000).

Apesar de o N-NH₃ ser a forma preferida de nitrogênio das bactérias que degradam fibras (Gorosito et al., 1985; Van Soest, 1994), ainda permanecem dúvidas sobre as concentrações ótimas deste no líquido ruminal. Satter & Slyter (1974) indicaram concentrações de 2 a 5 mg/dL para otimizar o crescimento microbiano; Kang-Meznarich & Broderick (1980), de 3,3 a 8,5 mg/dL para a fermentação e Mehrez et al. (1966), de 19 a 23 mg/dL para otimização da digestão da forragem.

A oferta sincronizada de nitrogênio e carboidratos melhora a eficiência de síntese microbiana, a ingestão de alimento e o consumo de energia (Oldham, 1984). Desta forma, a suplementação com proteinados pode melhorar o processo de fermentação ruminal (Hennessy et al., 1995), influenciando positivamente as taxas de passagem (Hess et al., 1994) e provocando um aumento no consumo de MS (Oliveira et al., 2004b). Não obstante, o aumento da taxa de passagem poderia reduzir a digestibilidade total (Ellis et al., 1994), o que não seria interessante para animais consumindo forragens de baixa digestibilidade. No entanto, a queda da digestibilidade pode ser compensada pelo aumento na absorção de nutrientes (Russell et al., 1992).

O objetivo neste estudo foi avaliar a cinética e a degradabilidade dos nutrientes no rúmen de bovinos em pastagem de baixo valor nutricional recebendo suplementos proteinados.

Material e Métodos

O experimento foi conduzido na Fazenda Rancho Alegre, localizada em Campo Grande (Mato Grosso do Sul) em uma área de 4 hectares formada por Brachiaria brizantha cv Marandu entre 17 de junho e 7 de outubro de 2002.

Foram preparados quatro animais da raça Nelore com peso vivo aproximado de 395 ± 9 kg, canulados no rúmen, e utilizados quatro períodos de 28 dias: 14 dias de adaptação e 14 dias de colheita (5 para a fase de digestibilidade, 5 para o estudo da cinética, e 4 dias de intervalo entre colheitas).

Os suplementos proteicos foram fornecidos na quantidade de 400 g/cabeça/dia, nos níveis de 50, 40 e 30% de proteína bruta (PB) para comparação à suplementação controle, com apenas sal mineral (Tabela 1).

Os animais foram mantidos em pastagens de Brachiaria brizantha cv Marandu, distribuídos em quatro piquetes com área de 1,0 ha cada, com oferta diária do suplemento e retirada das sobras. Dois animais providos de fístula esofágica foram utilizados nas colheitas de extrusa, que foram realizadas segundo metodologia descrita por Euclides et al. (1992), com auxílio de sacolas de fundo telado para evitar acúmulo de saliva, e afiveladas por cintas ao pescoço e ao dorso dos animais.

As amostras mensais de extrusa foram conservadas em isopor com gelo e armazenadas em câmaras frias para análises químicas posteriores. Amostras compostas de extrusa coletadas no mês de junho foram usadas nos ensaios de digestibilidade nas análises químicas.

Nos ensaios de digestibilidade in situ, foram utilizados sacos de náilon com porosidade de 50µm e 20 cm de altura por 10 cm de largura (Forage Bags-Tectrigo^®). Uma argola de metal com aproximadamente 2 cm de diâmetro e foi colocada na extremidade aberta de cada saco, que foi fechado com elásticos de borracha modelo 18 - Mercur^®. Utilizaram-se dois sacos (repetições) para colheita das primeiras 24 horas (0, 3, 6, 12, 18 e 24 horas) e três para as últimas colheitas (48, 72, 96 e 120 horas).

Os sacos foram amarrados em grupos de 2 ou 3 em uma corda de náilon com cinco âncoras de ferro (100 g de peso cada) e,antes de serem inseridos no rúmen, os saquinhos foram mergulhados por 10 minutos em balde com água, retirando dois sacos após esse período referentes ao tempo de 0 hora (fração solúvel). Posteriormente, foram colocados no rúmen ao mesmo tempo e retirados conforme seus horários de colheitas. Após a retirada, foram imersos novamente em balde com água antes de serem congelados em freezer a - 10°C. Após o descongelamento, procedeu-se à lavagem em lavadora da marca Brastemp^®, antes de serem colocados em estufa ventilada a 55°C por 72 horas para secagem. Foram determinadas as composições químicas das amostras originais e dos resíduos nos tempos 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72, 96 e 120 horas.

Para a taxa de degradação, aplicou-se o modelo não-linear de Orskov et al. (1980), até 120 horas (Craig et al., 1984) ajustado conforme descrito por Sampaio (1998):

em que: A= fração solúvel potencialmente degradável; B = fração potencialmente degradável sob a ação dos microrganismos, se não houvesse lag-time ou tempo de colonização; e c = taxa constante de degradação da fração B.

Nos cálculos da degradabilidade efetiva (DE), utilizou-se o modelo proposto por Orskov & McDonald (1979):

em que: S = fração solúvel; B1 = fração potencialmente degradável pela ação dos microrganismos; e kp = taxa de passagem das partículas pelo rúmen.

As taxas de passagem das partículas nos animais de cada grupo (controle = 0,0242; suplemento com 50% de PB = 0,0253; suplemento com 40% de PB = 0,0260; suplemento com 30% de PB = 0,0264) foram calculadas previamente e aplicadas na equação.

As taxas de passagem das fases líquida e sólida da digesta foram estimadas pelos indicadores Co-EDTA (14,83% de Co) e fibra mordentada com cromo, respectivamente. Os animais foram mantidos nos piquetes durante todo o período de colheitas e recolhidos ao curral apenas nos horários estabelecidos para as colheitas.

As amostras compostas de forragem foram morden-tadas com cromo à base de 12% da matéria seca da fibra em detergente neutro, utilizando-se dicromato de sódio (Na₂Cr₂O₇.2H₂ O), conforme técnica descrita por Burns et al. (1994). Administrou-se fibra mordente (60 g/animal/período), às 6 h, diretamente no rúmen, via cânula ruminal.

Fezes foram colhidas diretamente no reto com auxílio de sacos de plástico, que foram posteriormente identificados com etiquetas e submetidos ao congelamento a temperatura de -17°C. Os tempos de colheitas foram 0, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 48, 72, 96, 120 horas.

Foram infundidos diretamente no rúmen 200 mL de uma solução aquecida a 37°C de Co-EDTA (20 g de Co-EDTA + água destilada em quantidade suficiente para 200mL), conforme recomendações de Uden et al. (1980), no mesmo horário da administração da fibra mordente.

As amostras de fezes foram descongeladas, secas em estufa ventilada a 55°C por 72 horas e processadas em moinho do tipo Willey em peneira de 2 mm. Dosou-se o teor de cromo em espectrômetro de absorção atômica com chama da marca Perkin Elmer, modelo 5000 com controlador de gases no laboratório da Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais (CETEC).

Amostras de líquido ruminal foram colhidas imediatamente antes (0 hora) e após a infusão da solução de cobalto nos seguintes tempos: 3, 6, 9, 12, 18 e 24 horas. O líquido ruminal foi filtrado em camadas duplas de gaze, retirando-se de cada horário e tratamento uma amostra de 100mL colocadas em potes de polietileno com tampas e identificados com etiquetas antes de seu armazenamento em câmara fria a -17°C.

As amostras de líquido ruminal foram mais tarde descongeladas e centrifugadas a 10.000g por 15 minutos (Sorvall RC-5B / Refrigerated Superspeed Centrifugue / Du Pont Instruments^®) a temperatura de 4°C. Procedeu-se à leitura de Co no sobrenadante em espectrofotômetro de absorção atômica no aparelho VARIAN^® Spectr AA 220FS /Fast Sequential, conforme Cunnif (1995).

As amostras originais da forragem e dos resíduos da digestibilidade foram secas em estufa ventilada a 55° C por 48 horas e processadas em moinho do tipo Willey com peneira de 2 mm. Posteriormente procederam-se às determinações dos teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB) e matéria mineral (MM), segundo AOAC International (Cuniff, 1995), alem da fibra em detergente neutro (FDN) e fibra detergente ácido (FDA) conforme metodologia proposta por Robertson & Van Soest (1981).

Nas amostras originais da forragem e dos suplementos, determinaram-se também os teores de extrato etéreo (EE), cálcio e fósforo, segundo AOAC International (Cuniff, 1995), assim como os níveis de nitrogênio insolúvel em detergente neutro (NIDN) e nitrogênio insolúvel em detergente ácido (NIDA), conforme recomendação de Valadares Filho (2000).

Nos cálculos das taxas de passagem da fase líquida, os dados das concentrações de Co foram ajustados pelo modelo unicompartimental proposto por Colucci et al. (1990).

O modelo bicompartimental de Grovum & Williams (1973), descrito abaixo, foi aplicado nos ajustes das concentrações de cromo nas estimativas das taxas de passagem da fase sólida.

O volume de fluido ruminal foi estimado pela relação entre a dose administrada de cobalto e a concentração de equilíbrio (no tempo zero do modelo), e o fluxo ruminal pela multiplicação do valor da taxa de passagem e do volume (Vásquez, 2002).

As estimativas dos tempos de retenção da fase sólida no rúmen e no pós-rúmen foram obtidas pelas recíprocas das respectivas taxas de passagem. O tempo de trânsito corresponde ao tempo percorrido até o aparecimento do indicador (Cr) nas fezes e o tempo de retenção médio, a somatória dos tempos de retenção da fase sólida no rúmen e no pós-rúmen e do tempo de trânsito (Vásquez, 2002).

Estimaram-se o volume do fluido ruminal, pela relação entre a concentração de equilíbrio e a dose administrada de Co; e o tempo de retenção pela recíproca da taxa de passagem da fase líquida. O fluxo de líquidos foi calculado pela multiplicação entre VFR e kp; e a taxa de reciclagem diária, pela divisão das 24 horas do dia pelo TRL (Colucci et al., 1990).

Os resultados obtidos foram submetidos a análises de variância em delineamento quadrado latino com parcelas subdivididas,considerando nas parcelas os quatro tratamentos e nas subparcelas os horários (11 para taxa de passagem das partículas; 7 para taxa de passagem de líquidos; 9 para taxa de degradação) de observaçãode cada animal (4).

O modelo matemático utilizado para análise de variância foi:

em que Y_ij = variável observada no animal i e na dieta j; μ = média geral; Ai = efeito animal i; D_j = efeito da dieta j; P_k = efeito do período k; H_l = efeito do horário l; Ljk = ação do período k sobre a dieta j; E_ijkl = erro aleatório.

Realizou-se estudo sobre os efeitos dos níveis de PB e de EM dos suplementos, assim como de suas interações por intermédio da análise de regressão. Os parâmetros de digestibilidade e da cinética ruminal foram estimados pelo processo iterativo do algoritmo Marquadt, com os procedimentos de modelos não lineares do PROC NLIN do SAS (1985).

Resultados e Discussão

No decorrer do experimento, foram observados baixos níveis de proteína (PB média de 5,62%) associados a progressivos aumentos nos teores de fibra e de lignina nas análises da forragem (Tabela 2), semelhantes aos dados registrados em outros trabalhos (Thiago, 1998; Oliveira et al., 2004b), no período de seca.

Não houve diferenças na degradabilidade potencial e efetiva da MS e da PB (Tabela 3), assim como da FDN e FDA (Tabela 4) da forragem, relacionadas à suplementação proteica, visto que a forragem está fortemente associada às características inerentes à planta.

Martim & Hubberd (1990) avaliaram a suplementação com casca de soja (1 a 3 kg/animal/dia) em novilhosmantidos em pastagens de baixo valor nutricional e observaram aumentos lineares na digestibilidade da matéria orgânica apenas quando substituíram parte da casca por farelo de algodão, comprovando os efeitos da adição proteica à dieta de baixo valor nutricional, o mesmo observado neste estudo.

A suplementação proteica (30, 40 e 50% de PB) aumentou a degradabilidade efetiva da MS (P<0,05), que atingiu valores de 48,97% no casod e dieta com 30% de PB, a 36,85%, no caso da dieta controle. A degradabilidade efetiva da proteína bruta foi maior (P<0,05) quando fornecidos suplementos com 30% e 40% em comparação ao sal mineral, no entanto houve diferenças entre o suplemento com 50% de PB e o controle.

Os dados de degradabilidade da proteína bruta obtidos com a suplementação proteica mais concentrada diferem dos observados em outros estudos com forragem de baixo valor nutricional (Steen & Moore, 1989; Petit & Flipot, 1992). É possível que nas condições deste trabalho, a oferta de PB ao nível de 50%, tenha sido maior que a demanda microbiana, tendo em vista o volume de oferta de outros nutrientes.

A suplementação proteica com blocos contendo ureia, melaço e minerais (Urea Molasses Mineral Block) a bovinos a pasto promoveu aumento na digestibilidade da matéria orgânica e da PB nos trabalhos de Toppo et al. (1997).

No entanto, por sua forte relação com o alimento, os resultados da suplementação proteica sobre a digestibilidade da matéria seca e das frações fibrosas da forragem têm sido controversos.

Petit & Flipot (1992) compararam os efeitos da adição proteica na forma degradável (ureia) e não-degradável no rúmen (farinha de peixe) e não observaram diferenças na digestibilidade da matéria seca, da fibra em detergente neutro e da fibra em detergente ácido, diferentemente dos resultados encontrados neste estudo para matéria seca e fibra detergente neutro e similar aos resultados da fibra em detergente ácida.

O uso de suplementos múltiplos promove aumento na degradabilidade efetiva, mas não modifica a degradabilidade potencial da MS de diversas forragens incubadas no rúmen de novilhos de corte (Oliveira et al., 2004a). Neste trabalho, a degradabilidade efetiva da matéria seca no grupo controle (36,85%) foi inferior a observada com a suplementação proteica (48,97, 45,97 e 42,19%).

A degradabilidade potencial da fibra detergente neutro foi semelhante entre os grupos, oscilando de 54,87 (controle) a 64,90 (30% de PB), enquanto a degradabilidade efetiva aumentou com a suplementação proteica (P<0,05), passando de 22,06 (controle) para 30,05% (30% de PB) (Tabela 4).

Não foram observadas diferenças nas digestibilidades de fibra em detergente neutro entre os animais que receberam suplementação proteica, apesar dos níveis de milho nos suplementos (28, 17 e 5% respectivamente), o que pode ter sido causado pelos baixos níveis de suplementação ou pela possível associação favorável entre as fontes de nitrogênio e carboidratos nesta situação.

As taxas de passagem no rúmen variaram de 0,0243/hora em (controle) a 0,0264/hora em (30% de PB) (Tabela 5). Não foram observadas diferenças nas taxas de passagem entre os grupos que receberam proteína, porém os animais que receberam suplementos proteicos com maiores níveis de carboidratos solúveis (30% e 40%) apresentaram taxa de passagem superior (P<0,05) à observada no grupo controle.

Oliveira et al. (2004a) encontraram valores de 0,0234 a 0,0300%hora para a matéria seca e de 0,0113 a 0,0313 para a proteína bruta. Freeman et al. (1992) relataram valores de 0,026 a 0,032%hora para taxa de degradação da fibra em detergente neutro, semelhantes aos relatados por Hess et al. (1994), de 0,024 a 0,032% hora e aos obtidos neste trabalho (0,027 a 0,0335% hora).

Segundo Mertens (1994), em dietas de baixo valor nutricional, prevalece o modelo físico como mecanismo de controle do consumo, desta forma, maiores taxas de passagem pelo rúmen são consequência direta da melhor oferta de nutrientes via suplementação proteica. Krysl et al. (1989) relataram taxas de passagem de partículas de 0,031/h a 0,034/h, enquanto Freeman et al. (1992) relataram valores de 0,022/h a 0,025/h para animais em pastagem sem e com suplementação proteica, respectivamente.

O tempo médio de retenção foi maior nos animais sob suplementação com 50% de PB e naqueles do grupo controle (P<0,05) em relação aos que receberam suplementos com 30 ou 40% de proteína. Os valores obtidos neste trabalho assemelham-se aos relatados por Freeman et al. (1992), de 69,0 horas (com suplementação) a 78,9 horas (sem suplementação), porém são superiores aos encontrados por Krysl et al. (1989), média de 52h42'.

Considerando apenas a fração fibrosa da forragem, a porção mais lignificada e menos digestível das fibras tende a apresentar altas taxas de passagem superiores e sair mais rapidamente do rúmen que as frações mais digestíveis (Tamminga et al., 1989). Avaliações precisas das frações fibrosas da forragem e suas associações com as taxas de passagem, degradabilidade e consumo são determinantes em estudos sobre o estabelecimento das condições mais ajustadas da suplementação proteica.

A taxa de passagem obtida quando fornecido o suplemento com 30% de PB (kp=0,099) foi 12,5% maior (P<0,05) que a encontrada com a oferta de sal mineral (kp=0,088) (Tabela 6), e a média de taxa de passagem nos animais sob suplementação (0,095) 11,4%, foi superior (P<0,05) à dos animais controle.

Hess et al. (1994) relataram taxa de passagem de 7,7% para animais sem suplementação com proteína e de 8,3 a 8,6% nos animais controle, resultados semelhantes aos encontrados por Caton et al. (1988) e Freeman et al. (1992) e diferentes dos obtidos por Krysl et al. (1989) em estudos sobre suplementação proteica.

As taxas de passagem de líquidos, de forma harmoniosa com a fisiologia ruminal, podem melhorar o aporte de nutrientes que chegam ao intestino, principalmente de proteína microbiana, aumentando o desempenho produtivo de animais a pasto.

Os resultados de taxa de passagem obtidos neste trabalho parecem ter sido influenciados pelo aumento do consumo, corroborando a afirmativa de Adams & Kartchner (1984). As partículas que deixam o rúmen pelo orifício retículo-omasal encontram-se em suspensão (Poppi et al., 1980), ajudando a esclarecer as respostas semelhantes obtidas para as fases líquidas e sólidas neste trabalho.

Conclusões

O uso de suplementos proteicos contendo 30 e 40% de proteína bruta e fornecidos no nível de 0,1% do peso vivo para bovinos consumindo forragem de baixo valor nutricional melhora os processos de digestão, por aumentar a degradabilidade efetiva da matéria seca, da proteína bruta e da fibra detergente neutro e por acelerar a taxa de passagem, reduzindo o tempo médio de retenção no rúmen.

Recebido em 1/10/2007 e aprovado em 25/5/2009.

Correspondências devem ser enviadas para: [e-mail]

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Projeto financiado pelo CNPq.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  31 Ago 2010
• Data do Fascículo
  Jun 2010

Histórico

• Recebido
  01 Out 2007
• Aceito
  25 Maio 2009