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Ciência Animal Brasileira

Print version ISSN 1518-2797On-line version ISSN 1809-6891

Ciênc. anim. bras. vol.20  Goiânia  2019  Epub July 18, 2019

http://dx.doi.org/10.1590/1089-6891v20e-50390 

ZOOTECNIA

FERMENTAÇÃO E COMPOSIÇÃO BROMATOLÓGICA DA SILAGEM DE CANA-DE-AÇÚCAR INOCULADA COM LACTOBACILLUS BUCHNERI, ASSOCIADA OU NÃO À ADIÇÃO DE FONTES DE CARBOIDRATOS

FERMENTATION AND BROMATOLOGICAL COMPOSITION OF SILAGE OF SUGARCANE INOCULATED WITH LACTOBACILLUS BUCHNERI, WITH OR WITHOUT THE ADDITION OF CARBOHYDRATE SOURCES

Nakali Evelize Caregnato1 
http://orcid.org/0000-0001-7637-9254

Luis Fernando Glasenapp de Menezes1 
http://orcid.org/0000-0002-3543-8294

Fabiana Luiza Matielo de Paula1 
http://orcid.org/0000-0002-0443-5437

João de Assis Farias Filho1  * 
http://orcid.org/0000-0002-4821-074X

Felipe Carneiro1 
http://orcid.org/0000-0002-2706-3648

José Henrique Ignácio Baraviera1 
http://orcid.org/0000-0001-5056-9607

1Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos. PR, Brasil.

Resumo

Avaliaram-se os aspectos fermentativos e bromatológicos da silagem de cana-de-açúcar com adição de inoculante à base de Lactobacillus buchneri, associado ou não à adição de farelo de trigo (20%), de casca de soja (20%) ou à mistura de farelo de trigo (10%) + casca de soja (20%), utilizando delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Não foram observados efeitos significativos dos tratamentos sobre o pH da silagem, porém, observou-se temperatura mais elevada no tratamento contendo 10% de farelo de trigo + 10% de farelo de soja em relação aos tratamentos controle, CA e CCS20. A adição de fontes de carboidratos proporcionou aumento médio de 145,86 kg de MV/m3 nos valores de massa específica e, juntamente com a adição de inoculante biológico, recuperação de matéria seca em média 20,5% superior ao da silagem controle, além de elevar os teores de matéria seca em média 2,63% e de proteína bruta em 1,92%. Conclui-se que, isoladamente, a adição do inoculante biológico foi capaz apenas de reduzir as perdas do processo fermentativo em relação à silagem controle e que a adição de fontes de carboidratos, tanto casca de soja como farelo de trigo, melhora o valor nutritivo da silagem de cana-de-açúcar.

Palavras-chave: ensilagem; inoculação; parâmetros fermentativos; valor nutritivo

Abstract

It was evaluated the fermentative and bromatological aspects of sugarcane silage with addition of Lactobacillus buchneri inoculant with or without the addition of wheat bran (20%), soybean hull (20%) or the mixture of wheat bran (10%) + soybean hull (20%), using a completely randomized design with four replicates. No significant effects of the treatments on the pH of the silage were observed, however, a higher temperature was observed in the treatment containing 10% of wheat bran + 10% of soybean meal in relation to the control treatment. The addition of carbohydrate sources provided an average increase of 145,86 kg of MV/m3 in the specific mass values and, together with the addition of biological inoculant, dry matter recovery averaged 20,5% higher than the control silage, in addition to increasing the dry matter contents in an average of 2,63% and crude protein in 1,92%. It is concluded that, in isolation, the addition of the biological inoculant was only able to reduce losses of the fermentative process in relation to the control silage and that the addition of carbohydrate sources, both soybean peel and wheat bran, improve the nutritive value of the cane silage.

Keywords: silage; inoculation; fermentation characteristics; nutritional value

Introdução

A cana-de-açúcar é uma gramínea tropical que se destaca pelo seu alto potencial de acúmulo de biomassa e pela facilidade no manejo, tornando-a uma alternativa interessante a ser utilizada na alimentação de ruminantes. Entretanto, seu uso é geralmente feito sobre regime de cortes, sendo conservada no canavial e oferecida aos animais diariamente, o que dificulta sua utilização em larga escala devido às limitações operacionais(1).

A ensilagem da cana-de-açúcar pode ser uma boa alternativa para reduzir as dificuldades operacionais encontradas pelos produtores, porém, de acordo com Valvasori et al.(2), a alta concentração de carboidratos solúveis nesse material caracteriza um relevante problema no seu processo de conservação, devido à produção de etanol e gás carbônico por leveduras que se beneficiam desses açúcares.

Nesse contexto, alguns aditivos vêm sendo utilizados para minimizar as perdas durante a ensilagem. O uso de inoculante biológico contendo Lactobacillus buchneri é uma opção para garantir a estabilidade do processo fermentativo e de conservação da silagem(3), uma vez que essas bactérias são capazes de inibir o metabolismo de leveduras e fungos filamentosos por meio da produção de ácido acético e, consequentemente, reduzir a ocorrência de fermentação alcóolica e de perdas durante a ensilagem(4).

Além disso, o alto teor de umidade geralmente observado em gramíneas tropicais no momento de ensilagem pode ser um inconveniente que dificulte o processo de conservação. Segundo Zanine et al.(5), bactérias do gênero Clostridium são favorecidas em condições de alta umidade, resultando em aumento das perdas por gases em razão do aumento na produção de CO2 e ácido butírico. Nesse sentido, a adição de fontes de carboidratos, como fubá de milho, farelo de trigo, polpa cítrica, casca de soja e outros resíduos de agroindústrias, tem se mostrado eficiente, ao elevar o teor de matéria seca das silagens e aumentar as chances da ocorrência de uma boa fermentação(6), reduzindo a produção de efluentes e aumentando o valor nutritivo das silagens(7).

Em experimentos conduzidos por Ribeiro et al.(8), os autores observaram que a adição de crescentes níveis de farelo de trigo (0%, 8%, 16%, 24% e 34%) na silagem de capim Tanzânia resultou em acréscimo linear nos teores de matéria seca, digestibilidade e proteína bruta, com redução significativa dos teores de fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, lignina e celulose, chegando os autores à conclusão de que 11% de inclusão de farelo de trigo seria o nível mínimo para a produção de silagem de capim Tanzânia com qualidade satisfatória. Da mesma forma, Zanine et al.(5) observaram que a adição de 20%, 40% e 60% de farelo de trigo na silagem de capim Mombaça, além de melhorar seu valor nutritivo, resultou em reduções lineares dos valores de perdas por gases e efluentes e aumentou linearmente a recuperação de matéria seca, chegando os autores à conclusão de que 20% de inclusão de farelo de trigo seria suficiente para melhorar significativamente a qualidade da silagem de capim Mombaça de forma economicamente viável.

Avaliando o uso de produtos alternativos na silagem de capim-elefante, Monteiro et al.(9) observaram que a inclusão de 10% de casca de soja, além de proporcionar um adequado padrão de fermentação, promoveu aumento de 2,67% de proteína bruta e redução de 26,9% de fibra em detergente neutro indigestível em relação à silagem sem aditivos. Nesse aspecto, por apresentar elevada digestibilidade ruminal da fibra, a casca de soja pode ocasionar uma elevada produção de ácidos graxos voláteis no rúmen(10,11), o que melhora o aproveitamento da dieta e pode proporcionar melhor desempenho animal.

Nesse contexto, objetivou-se avaliar a qualidade da silagem de cana-de-açúcar sob efeito do uso de inoculante biológico associado ou não a diferentes porcentagens de farelo de trigo e/ou casca de soja.

Material e métodos

O experimento foi conduzido na Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Campus Dois Vizinhos, localizada na região Sudoeste do estado do Paraná, com latitude de 25° 44’ 57” S, longitude de 53° 03’ 41” W e 534 m de altitude(12), com clima subtropical úmido do tipo Cfa, segundo a classificação de Köppen.

Foram avaliados os aspectos fermentativos e a composição bromatológica da silagem de cana-de-açúcar submetida a cinco tratamentos na ensilagem: C = controle; CA = cana + inoculante biológico (L. buchneri); CCS20 = cana + inoculante + 20% de casca de soja; CFT20 = cana + inoculante + 20% de farelo de trigo; CFC20 = cana + inoculante + 10% de farelo de trigo + 10% de casca de soja, utilizando o delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições.

A variedade de cana-de-açúcar utilizada foi RB925345, com idade de 10 meses e média de 21,25% de MS, colhida de um canavial pertencente à Estação Experimental da UTFPR - Dois Vizinhos. A colheita foi realizada de forma manual, e o material foi triturado em picadeira estacionária para obtenção de partículas de tamanho médio de 1,6 cm. Foram retiradas quatro amostras para o tratamento sem aditivos (controle), e o restante foi submetido à mistura com as fontes de carboidratos de acordo com os diferentes tratamentos. Posteriormente, foi borrifado no material o inoculante biológico à base de Lactobacillus buchneri, diluído em água conforme a recomendação do fabricante em quantidade suficiente para obtenção de 3,64x105 unidades formadoras de colônia - UFC/g de matéria natural.

Todo material foi ensilado em minissilos confeccionados com tubos de PVC de 100 mm de diâmetro e 50 cm de altura. Para a quantificação das perdas por efluentes, foi colocado 1 kg de areia na parte inferior dos minissilos, utilizando uma tela e um tecido de náilon para separar a areia do material ensilado.

Os minissilos foram vedados com tampão e fita adesiva e pesados em balança analítica antes e depois de preenchidos com a massa de forragem. A partir dos valores de massa obtidos, foi possível quantificar a massa específica da silagem a partir da razão entre a massa ensilada (kg de MV) pelo volume de silo ocupado (m3).

Após 60 dias de armazenamento, os minissilos foram novamente pesados em balança analítica com e sem a massa ensilada, sendo possível quantificar as perdas por gases (PG) e perdas por efluentes (PE), segundo metodologias indicadas por Jobim et al.(13):

PG=PCenPen*MSenPCabPen*MSabPCenPen*MSen

onde:

PG = Perdas por gases em % da MS

PCen = Peso do silo cheio na ensilagem (kg)

Pen = Peso do conjunto (silo + tampa + areia + tela + pano) na ensilagem (kg)

MSen = Teor de MS da forragem na ensilagem (%)

PCab = Peso do silo cheio na abertura (kg)

MSab = Teor de MS da forragem na abertura (%)

PE=PabPenMVfex1000

onde:

PE = Produção de efluentes (kg ton-1 de MV)

Pab = Peso do conjunto (silo + areia + pano + tela) na abertura (kg)

Pen = Peso do conjunto (silo + areia + pano + tela) na ensilagem (kg)

MVfe = Massa verde de forragem ensilada (kg)

RMSMFabxMSabMVfexMSfex100

onde:

RMS = índice de recuperação de matéria seca

MFab= massa de forragem na abertura

MSab= teor de MS na abertura

MFfe = massa de forragem no fechamento

Msfe = teor de MS da forragem no fechamento

No momento da abertura dos silos, realizaram-se as medidas da temperatura, utilizando termômetros posicionados no centro geométrico da massa de forragem de cada minissilo. Em seguida, a silagem foi retirada dos minissilos, pesada e colocada separadamente sobre uma lona plástica para homogeneização, de onde foi coletada uma amostra por unidade experimental para determinação do pH utilizando potenciômetro digital, conforme metodologia proposta por Silva e Queiroz(14).

Foi retirada uma amostra de cada unidade experimental, pesada, acondicionada em saco de papel e mantida em estufa de ventilação forçada a 60 ºC por 72 horas. Posteriormente, essas amostras foram retiradas da estufa e expostas à temperatura ambiente até peso constante, pesadas para determinação da matéria pré-seca, sendo logo após processadas em moinho tipo “Willey” com peneira de malha de 1 mm e armazenadas em vidros tampados para posteriores análises dos valores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), fibra a detergente neutro (FDN), fibra a detergente ácido (FDA), matéria mineral (MM) e matéria orgânica (MO), segundo recomendações de Silva e Queiroz(14).

Os dados foram submetidos à análise de variância e, quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Resultados e discussão

Os valores de pH da silagem não apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos (Tabela 1). Ao avaliarem diferentes teores de carboidratos solúveis (CHOs) e seus efeitos sobre as características da silagem de cana-de-açúcar, Da Silva et al.(15) observaram aumento linear do pH à medida que diminuíram os teores de CHOs, com valores variando entre 3,36 a 3,44. Entretanto, neste ensaio, a adição de diferentes tipos e níveis de fontes de carboidratos não foi suficiente para causar efeitos significativos sobre o pH da silagem, porém, a adição de inoculante biológico pode ter influenciado na manutenção do pH, visto que a utilização de Lactobacillus buchneri pode inibir o metabolismo de leveduras e fungos devido à produção de ácido acético, evitando que esses microrganismos possam consumir ácido lático e assim ocasionando elevação no pH da silagem(3,4).

Tabela 1 Valores médios de pH, temperatura, massa específica (ME), perdas de gases (PG), perda de efluentes (PE) e índice de recuperação de massa seca (RMS) de silagem de cana-de-açúcar com adição de inoculante biológico e/ou diferentes fontes de carboidratos 

Variáveis Tratamentos CV (%) P>F
C CA CCS20 CFT20 CFC20
PH 3,24 3,32 3,25 3,17 3,24 4,63 0,7466
Temperatura (ºC) 22,00b 21,75b 22,50b 22,87ab 24,33a 3,26 0,0041
ME (kg de MV m-3) 623,1c 616,7c 784,3a 739,8b 773,2a 1,51 0,0001
PG (% MS) 9,59a 3,31b 2,7b 1,64b 4,32b 38,85 0,0001
PE (kg ton-1) 237,7a 84,2b 54,8b 50,6b 39,9b 27,81 0,0001
RMS (%) 66,37b 81,01a 84,28a 91,27a 90,87a 7,82 0,0003

C = controle; CA = cana + inoculante; CCS20 = cana + inoculante + 20% de casca de soja; CFT20 = cana + inoculante + 20% de farelo de trigo; CFC20 = cana + inoculante + 10% de farelo trigo + 10% de casca de soja

*Médias seguidas de mesma letra, na linha, não diferem estatisticamente pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.

Quanto à temperatura, foram observados valores maiores nas silagens do tratamento CFC20, contendo a adição de 10% de farelo de trigo + 10% de casca de soja, em relação às silagens dos tratamentos controle, CA e CCS20, não diferindo estatisticamente das silagens do tratamento CFT20 (Tabela 1). Poder-se-iam esperar temperaturas mais elevadas na silagem controle, visto que nesta há maior probabilidade da presença de microrganismos aeróbios que causam o aumento de temperatura durante os processos de respiração e assimilação de substâncias orgânicas(16), entretanto, as maiores porcentagens de matéria seca encontradas nos demais tratamentos pode ter influenciado no aumento de temperatura, uma vez que a liberação de calor pode ser também influenciada pelos maiores valores de matéria seca(17).

Os valores da massa específica (ME) variaram de acordo com os tratamentos, sendo observados valores maiores nas silagens em que foram adicionadas fontes de carboidratos juntamente com o inoculante biológico, em comparação com a silagem controle ou apenas com inoculante bacteriano (Tabela 1). Tais resultados são provenientes da elevação do teor de matéria seca(6) e da facilidade de compactação do material ensilado que a adição de fontes de carboidratos pode causar, resultando em uma maior quantidade de MS de silagem por unidade de volume.

Embora não haja a indicação do valor de massa específica ideal para avaliação em um silo, é recomendado que seus valores estejam entre 550 a 850 kg de MV/m3 (18,13). No entanto, altos valores são obtidos apenas em condições bastante favoráveis e, tratando-se de silagens de materiais mais úmidos como gramíneas tropicais, dificilmente serão alcançados(13), o que justifica a utilização de aditivos absorventes na ensilagem dessas espécies.

As perdas de gases (PG), assim como as perdas por efluentes (PE), foram maiores na silagem controle, sendo os outros tratamentos estatisticamente semelhantes entre si (Tabela 1), evidenciando a eficiência da adição do inoculante biológico à base de L. buchneri em reduzir as perdas quantitativas durante a fermentação, visto que este pode controlar o desenvolvimento de microrganismos causadores de perdas por gases e efluentes decorrentes da liberação de CO2 e do próprio crescimento dos microrganismos(3). No presente estudo, a diferença nas perdas de efluentes foi em média -75,86% menor nas silagens com inoculante em relação à silagem controle, valores estes superiores aos encontrados por Daniel et al.(19), que observaram que a adição de inoculantes bacterianos à base de Lactobacillus kefiri e Lactobacillus brevis, isoladamente e misturados, reduziu em até 26% as perdas da silagem.

Quanto ao índice de recuperação da matéria seca (RMS), o menor resultado encontrado foi para a silagem controle, diferindo estatisticamente dos demais tratamentos (Tabela 1). De acordo com Siqueira et al.(3) e Pedroso et al.(20), é possível associar a maior recuperação de matéria seca às menores perdas por gases, tendo em vista que a produção de CO2 por leveduras durante a fermentação é o principal responsável pela redução da recuperação de matéria seca, o que foi observado também neste trabalho, pois os tratamentos que apresentaram maior recuperação de matéria seca foram os mesmos que apresentaram as menores perdas por gases.

Zanine et al.(5) observaram efeito linear crescente da adição de diferentes níveis de farelo de trigo em silagem de capim Mombaça sobre a recuperação de matéria seca, sendo que, segundo esses autores, a adição de 20% de farelo de trigo já é o suficiente para garantir alta recuperação da matéria seca ensilada. Da mesma forma, Santos et al.(21) observaram que a adição de 1% e 1,5% de óxido de cálcio (CaO) ou de carbonato de cálcio (CaCO3) favorece o processo de ensilagem da cana-de-açúcar e proporciona maior recuperação de matéria seca em comparação com a silagem controle, apenas inoculada com L. buchneri ou com a adição de 1% de sulfato de cálcio (Ca(SO4)2).

Os teores de matéria seca (MS) foram maiores para os tratamentos com adição de fontes de carboidratos em comparação com os tratamentos nos quais estas não foram utilizadas (Tabela 2), sendo observados valores maiores para o tratamento contendo a adição de 20% de casca de soja (CCS20) em relação aos demais. Assim como os valores de massa específica (ME), esses resultados evidenciam o acréscimo no teor de matéria seca ocasionado pelos aditivos absorventes(6), sendo os valores de massa específica diretamente proporcionais aos teores de matéria seca(22). Da mesma forma, Freitas et al.(1) observaram aumentos nos teores de matéria seca da silagem de cana-de-açúcar com a adição de resíduo da colheita de soja em relação ao tratamento controle. Monteiro et al.(9) também observaram mesmo efeito na silagem de capim-elefante quando adicionados produtos alternativos e inoculante bacteriano, assim como Zanine et al.(5), que observaram aumento linear nos valores de matéria seca com a adição de níveis de farelo de trigo durante a ensilagem de capim Mombaça.

Tabela 2 Valores médios da matéria seca (MS), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), matéria mineral (MM) e matéria orgânica (MO) de silagem de cana-de-açúcar com adição de inoculante biológico e/ou diferentes fontes de carboidratos 

Variáveis Tratamentos CV(%) P>F
C CA CCS20 CFT20 CFC20
MS (%) 20,98e 21,53d 24,07a 23,69c 23,88b 0,30 0,0001
PB (% MS) 5,27bc 5,09c 7,48a 6,79ab 6,99a 11,74 0,0012
FDN (% MS) 55,78b 61,03ab 62,22ab 68,55a 66,14a 5,06 0,0032
FDA (% MS) 47,72 44,77 48,19 41,74 46,83 11,25 0,5309
MM (% MS) 4,68 4,75 4,56 4,65 4,67 7,86 0,9670
MO (% MS) 95,32 95,25 95,44 95,35 95,33 0,38 0,9670

C = controle; CA = cana + inoculante: CCS20 = cana + inoculante + 20% de casca de soja; CFT20 = cana + inoculante + 20% de farelo de trigo; CFC20 = cana + inoculante + 10% de farelo trigo + 10% de casca de soja

*Médias seguidas de mesma letra, na linha, não diferem estatisticamente pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.

Ao comparar isoladamente os teores de matéria seca das silagens em que não foram adicionadas fontes de carboidratos, observa-se que, no tratamento cana + inoculante, os resultados foram superiores aos do tratamento controle (Tabela 2), sendo esta uma consequência das menores perdas de matéria seca por gases e efluentes ocorridas na silagem em que o inoculante foi utilizado, evidenciando sua eficiência em reduzir essas perdas.

O teor de proteína bruta (PB) foi maior nas silagens com a adição de fontes de carboidratos, porém, os valores obtidos para o tratamento cana + inoculante + 20% de farelo de trigo não apresentaram diferenças estatísticas em relação ao tratamento controle (Tabela 2). De acordo com Mertens(23), é necessário que os valores de proteína bruta sejam superiores a 6% para que este nutriente não se torne um fator limitante à fermentação dos carboidratos estruturais pela flora ruminal. Nesse sentido, os valores obtidos com o tratamento controle e com o tratamento cana + aditivo estão abaixo do recomendado, o que, consequentemente, pode causar redução na digestão da fibra no rúmen caso alguma outra fonte de proteína não seja fornecida junto à silagem desses tratamentos. Por outro lado, a inclusão das fontes de carboidratos elevou esse teor e gerou resultados satisfatórios, assim como os encontrados por Freitas et al.(1), que observaram incremento no teor de proteína bruta como resultado da adição de resíduo de soja em silagem de cana-de-açúcar, e Zanine et al.(5), que observaram aumento linear dos valores de proteína bruta como resposta à adição de níveis de farelo de trigo em silagem de capim Mombaça.

Quanto à fibra em detergente neutro (FDN), verificaram-se valores maiores nas silagens dos tratamentos CFT20 e CFC20 em relação à silagem controle, porém, não diferiram estatisticamente dos tratamentos CCS20 e CA. Esperava-se encontrar maiores valores de FDN para a silagem controle, uma vez que a elevação no teor de FDN é relativa e ocorre devido à perda de conteúdo celular ocasionada por microrganismos indesejáveis no período de fermentação(7), o qual foi maior no tratamento controle, em que foram observadas maiores perdas de matéria seca. Entretanto, os maiores valores de FDN observados mesmo nas silagens aditivadas com fontes de carboidratos podem ser decorrentes do próprio FDN desses aditivos, uma vez que, no farelo de trigo e na casca de soja, são comuns altos valores de FDN, conforme os encontrados por Zambom et al.(24), Wesendonck(25) e Dos Santos et al.(26). Entretanto, a fibra da casca da soja tem elevada digestibilidade ruminal, o que resulta em elevada produção de ácidos graxos voláteis no rúmen(10,11).

Esperava-se que os valores de FDA também fossem maiores no tratamento controle, uma vez que nesse tratamento foram verificadas maiores perdas durante o processo fermentativo, no entanto, estes não apresentaram diferenças estatísticas entre os tratamentos (Tabela 2). Assim como o ocorrido para a variável FDN, o próprio FDA desses aditivos pode ter influenciado na elevação dos teores de FDA da silagem, não sendo verificada a eficiência desses aditivos em reduzir os valores de FDN e FDA conforme previsto na literatura.

Quanto às variáveis matéria mineral e matéria orgânica, não foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos (Tabela 2), indicando que a adição de inoculante biológico e/ou fontes de carboidratos não foi suficiente para influenciar tais características na silagem de cana-de-açúcar.

Conclusões

A inclusão do inoculante biológico, isoladamente, não foi suficiente para melhorar a qualidade bromatológica da silagem, entretanto, foi eficiente para reduzir as perdas por gases e efluentes e proporcionar maior recuperação de matéria seca.

A inclusão de 20% da casca de soja ou de farelo de trigo ou a mistura de 10% de cada um desses aditivos melhorou a qualidade da silagem de cana-de-açúcar, resultando em maior massa específica e melhores características bromatológicas, expressas nos maiores teores de proteína bruta e de matéria seca.

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Received: November 23, 2017; Accepted: July 13, 2018

*Autor para correspondência - joaodeassis13@hotmail.com

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