Cinética da fermentação e taxas de degradação de forrageiras tropicais em diferentes idades de corte estimadas pela técnica de produção de gases in vitro

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  Fermentation kinetics and degradation rates of three tropical forage species (Tanzania grass, Marandu grass and Tifton 85 grass) were evaluated by the in vitro gas production technique. The forages were harvested at 28, 35 and 42 days of regrowth
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  Este artigo foi recebido em 29/4/2008 e aprovado em 3/11/2008.Correspondências devem ser enviadas para phmdian@yahoo.com.br  Revista Brasileira de Zootecnia  © 2009 Sociedade Brasileira de ZootecniaISSN 1516-3598 (impresso)ISSN 1806-9290 ( on-line  )www.sbz.org.br Cinética da fermentação e taxas de degradação de forrageiras tropicais emdiferentes idades de corte estimadas pela técnica de produção de gases in vitro  1 Paula Andrea Toro Velásquez 2 , Telma Teresinha Berchielli 3,4 , Ricardo Andrade Reis 3,4 , AstridRivera Rivera 2 , Paulo Henrique Moura Dian 2 , Izabelle Auxiliadora Molina de Almeida Teixeira 3 1 Pesquisa financiada pela FAPESP. 2  Programa de Pós-graduação em Zootecnia - UNESP/Jaboticabal. 3  Departamento de Zootecnia - FCAV - UNESP/Jaboticabal. Membro do INCT-CA. 4  Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq. RESUMO -   Avaliaram-se a cinética de fermentação e taxas de degradação de três espécies forrageiras tropicais (capinstanzânia, marandu e tifton 85), com três idades de corte (28, 35 e 42 dias) nos períodos de janeiro-março e abril-junho, medianteo uso da técnica de produção de gases in vitro . No período de janeiro-março, o capim-marandu apresentou os maiores valoresde fração solúvel, degradabilidade potencial e degradabilidade efetiva a taxa de passagem de 2%/hora. No período de abril-junho,os capins marandu e tanzânia apresentaram resultados semelhantes para essas mesmas variáveis. Independentemente do período, o capim-tifton 85 apresentou os menores valores de fração solúvel, degradabilidade potencial e degradabilidade efetivaa 2%/hora e valores superiores de fração não-degradável. Em abril-junho, a idade de corte influenciou a fração solúvel e a produção de gases após 96 horas de incubação, cujos menores valores foram observados, de modo geral, aos 28 dias. As menorestaxas de fermentação foram observadas para o capim-tifton 85 no período de abril-junho, independentemente da idade de corte.Palavras-chave:   capim-marandu, capim-tanzânia, capim-tifton 85, degradabilidade efetiva, degradabilidade potencial, fermentação Fermentation kinetic and degradation rates of tropical forages harvested indifferent ages evaluated by in vitro gas production technique ABSTRACT - Fermentation kinetics and degradation rates of three tropical forage species (Tanzania grass, Marandu grassand Tifton 85 grass) were evaluated by the in vitro gas production technique. The forages were harvested at 28, 35 and 42 daysof regrowth during two periods, January-March and April-June. In the January-March period, Marandu grass presented thegreatest values of fraction A, potential degradability (PD) and effective degradability for a passage rate of 2 %/hour (ED2).In the April-June period, Marandu and Tanzania grasses presented similar results for the variables tested above. In both periods,Tifton 85 had the lowest values of fraction A, PD and ED2, and the greatest value of fraction C. In the April-June period,there was an age effect in relation to gas production potential and 96 hours of incubation with the lowest value was found for 28 days of regrowth. The lowest fermentation rates were observed in general for Tifton 85 grass in the April-June period,regardless of the regrowth age.Key Words:effective degradability, fermentation, marandu grass, potential degradability, tanzania grass, tifton 85 bermudagrass Introdução A técnica de produção de gases in vitro  é importanteno estudo dos parâmetros cinéticos das frações quecompõem os alimentos, pois reflete a taxa e extensão em queos componentes são fermentados pelos microrganismos dorúmen (Cabral et al., 2002).O estudo do valor nutritivo da forragem possibilitaidentificar as principais causas limitantes do nível de produção, o que permite deduzir estratégias de manejo para aumento da produção animal. Em decorrência daestacionalidade quantitativa e qualitativa observada aolongo do ano, observam-se índices zootécnicos inferioresao potencial produtivo nas gramíneas tropicais. Alémdisso, o avanço na idade das plantas tem efeitos sobre afração da parede celular que alteram a composição químicae digestibilidade. R. Bras. Zootec., v.38, n.9, p.1695-1705, 2009  Toro Velásquez et al.1696 © 2009 Sociedade Brasileira de Zootecnia Assim, objetivou-se estimar a cinética de degradação,a taxa de fermentação e a produção de ácidos graxos decadeia curta (AGCC) de três forrageiras tropicais: marandu(  Brachiaria brizantha cv. Marandu), tifton 85 ( Cynodon spp) e tanzânia ( Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia) emtrês idades de rebrota (28, 35 e 42 dias) nos períodos de janeiro-março e abril-junho por meio da técnica de produçãode gases in vitro . Material e Métodos O trabalho foi realizado na Faculdade de CiênciasAgrárias e Veterinárias (Unesp), Campus de Jaboticabal,estado de São Paulo, Brasil.A área total do experimento foi de 264 m 2 , divididos emáreas de 8 × 11 m (88 m 2 ) por espécie, cada uma com trêscanteiros, um para cada idade de corte (28, 35 e 42 dias). O período experimental teve duração de 5 meses, de janeiro a junho de 2005. No início do experimento e depois de cada período de amostragem, todas as parcelas foram fertilizadascom nitrogênio (60 kg/ha) após o corte de uniformização,considerando as alturas de manejo de cada espécie (capim-marandu, 25 cm; capim-tifton 85, 15 cm; capim-tanzânia,30 cm), a fim   de uniformizar o crescimento das espécies.A amostragem dos capins foi realizada adotando-se umquadrado de 1 m 2  de área, o qual foi lançado ao acaso emtrês pontos do canteiro. A forragem encontrada dentro daárea do quadrado foi cortada nas alturas de manejo de cadaespécie. Após a coleta, as amostras foram pré-secas emestufa com circulação forçada a 55°C, durante 72 horas. Asamostras obtidas nos três pontos do canteiro foramhomogeneizadas para representar a área em uma amostracomposta, da qual foram utilizadas duas repetições emtodas as análises. Posteriormente, o material foi pesadoe triturado em moinho tipo Willey com peneira de malhade 1 mm.As amostras pré-secas foram utilizadas paradeterminação dos teores de matéria seca (MS), matériaorgânica (MO), fibra em detergente neutro (FDN), fibra emdetergente ácido (FDA), fibra em detergente neutrocorrigida para cinzas e proteína (FDNcp), lignina, proteína bruta (PB), nitrogênio insolúvel em detergente neutro(NIDN) e nitrogênio insolúvel em detergente ácido(NIDA) (Tabela 1), segundo procedimentos descritos por Silva & Queiroz (2002).Perfis acumulativos de produção de gases in vitro foram obtidos usando a metodologia de Theodorou et al.(1994), modificada por Mauricio et al. (1999), utilizandomedidor de pressão e registrador de dados (PDL200,LANA/CENA-USP, Piracicaba, São Paulo, Brasil). O volumede gases produzidos foi medido com seringa para aconstrução da equação de produção de volume de gases. Na fase laboratorial, foram incubadas oito garrafas por amostra para as medições da produção de gases e dadegradabilidade aparente. Cada garrafa de vidro de 100 mLcontinha 0,6 g de amostra com 6 mL de inóculo e 54 mL demeio tampão de McDougal (McDougal, 1949), permitindoobter relação final de inóculo:meio 1:9. Essas garrafasforam seladas e mantidas a 39ºC em estufa de ar forçado. Asmedições dos gases foram feitas 0, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36,48, 60, 72 e 96 horas pós-incubação. Para os ajustes devariação, foram incubadas garrafas consideradas branco,contendo as soluções de incubação sem substrato e um padrão interno (feno de capim-tifton 85) com perfil da produção de gases conhecido.Um dia antes da inoculação, as amostras foram pesadas,colocadas nas respectivas garrafas e mantidas a 39ºC. Omeio de cultura foi preparado sob fluxo contínuo de CO 2 e mantido em estufa a 39ºC, segundo técnica de Theodorouet al. (1994), modificada por Mauricio et al. (1999).O inóculo ruminal foi obtido de bovinos da raça Nelorecom peso médio de 278 kg e idade média de 24 meses,fistulados no rúmen. A dieta dos animais foi à base deforragem verde (  Brachiaria brizantha ), fornecida picadaduas vezes ao dia.   Durante o período de adaptação (15 dias),os animais foram alojados em baias individuais comdimensões de 3,00 × 7,20 m. A digesta do rúmen foi obtidacom os animais em jejum coletando manualmente a fasesólida e a fase líquida do saco dorsal e ventral do rúmen,que, em seguida, foram armazenadas em garrafas térmicas pré-aquecidas a 39ºC e imediatamente levadas aolaboratório. Volumes iguais das duas fases (líquida e sólida)foram misturados no liquidificador por aproximadamente10 segundos sob infusão de CO 2 . Em seguida, o inóculofoi filtrado em duas camadas de tecido tipo fralda e mantidoem banho-maria a 39ºC com saturação de CO 2  até ainoculação.Para determinação da degradabilidade aparente noshorários 0, 12, 48 e 96 horas, foram incubadas oito garrafas por amostra de capim. Em cada horário, a fermentação foiinterrompida e as garrafas colocadas em água a 4ºC. Umaalíquota do líquido da garrafa foi coletada e congelada para medição de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC)(Leventini et al., 1990). Após degelo e centrifugação(14.000 rpm por 10 minutos), amostras do líquido incubado(1 mL) foram tratadas com 0,2 mL de ácido fórmico (88%) para protonar os ácidos dissociados e garantir a volatilizaçãodos AGCC no injetor do cromatógrafo. As análises dosAGCC foram conduzidas em cromatógrafo a gás (modelo CG270, Instrumentos Científicos CG Ltda) com detector de  1697 © 2009Sociedade Brasileira de ZootecniaCinética da fermentação e taxas de degradação de forrageiras tropicais em diferentes idades de corte estimadas pela... ionização de chamas, empregando coluna empacotada (4%CW 20M Carbopack B-DA; 2,0 m ×  1/8",   fornecida pelaempresa Analítica). As vazões de nitrogênio (gás de arraste),dos gases da chama H 2  e do ar sintético foram mantidas em30, 30 e 300 mL/minutos, respectivamente. A temperatura doinjetor, da coluna e do detector foram mantidas constantesem 180, 188 e 240 o C, respectivamente.O líquido e as partículas restantes foram filtrados emcadinhos Nº 1 com porosidade de 100 a 160 μ m sob vácuo, para estimar a degradabilidade aparente. A degradação damatéria seca foi gerada por peso constante obtido por secagem a 100ºC e a degradação da matéria orgânica, peladiferença do resíduo menos as cinzas obtidas a 500ºC por 3 horas.O modelo de France et al. (1993), adotado para estimar os padrões da fermentação microbiana, foi baseado namédia da produção acumulada de gases de cada amostra efoi determinado por:em que  A = volume acumulado de gases (mL) produzidosaté o tempo t   (h);  Af   = volume   assintótico dos gases Tabela 1 -Composição química dos capins marandu, tanzânia e tifton 85 em diversas idades de corte nos períodos de janeiro a março eabril a junho Variável Idade de corte Capim-marandu Capim-tifton 85Capim-tanzânia Janeiro – MarçoFibra em detergente neutro (% MS)2853,2368,3265,933551,2169,5965,254258,7369,0159,57Fibra em detergente neutro corrigida2842,3562,0660,16 para cinzas e proteína (% MS)3547,1962,5459,354254,3061,9753,61Fibra em detergente ácido (% MS)2820, 9631,5933,143526,4431,5931,894233,3331,7433,47Lignina (% MS)282,063,542,15352,343,652,15422,432,732,45Proteína bruta (% MS)2816,8711,589,493514,2311,6810,384214,0810,9310,03 Nitrogênio insolúvel em detergente neutro (% MS)281,431,100,87351,251,150,89421,361,130,86 Nitrogênio insolúvel em detergente ácido (% MS)280,560,470,27350,480,480,31420,530,450,33 Abril – JunhoFibra em detergente neutro (% MS)2862,8268,8865,243564,0768,9459,384265,7070,2760,43Fibra em detergente neutro corrigida2859,2860,6058,96 para cinzas e proteína (% MS)3560,9858,8552,104263,1063,1854,87Fibra em detergente ácido (% MS)2832,4234,0737,733532,8830,3431,234232,8831,8632,59Lignina (% MS)283,034,863,45352,953,522,85422,843,902,79Proteína bruta (% MS)2813,4513,4112,173511,2215,1913,55429,8813,4412,33 Nitrogênio insolúvel em detergente neutro (% MS)281,221,311,03350,781,491,13420,941,331,30 Nitrogênio insolúvel em detergente ácido (% MS)280,480,620,40350,430,660,47420,340, 540,56  Toro Velásquez et al.1698 © 2009 Sociedade Brasileira de Zootecnia  produzidos (mL); b  e  c = parâmetros do modelo; e to  =tempo de colonização discreto (h).A taxa de fermentação (h -1 ) foi calculada de acordo como modelo:O modelo de France et al. (1993) foi ajustado aos dadosde produção de gases para estimar o tempo de colonizaçãoe a produção potencial de gases (A, assíntota de produçãode gases do modelo utilizando-se o procedimento não-linear do SAS (2001)). Com a produção acumulativa degases às 48 e 96 horas após inoculação, foram calculadose comparados os quocientes entre a produção acumulativade gases 96 horas após incubação e a produção potencialde gases, e os quocientes entre as produções acumulativasde gases após 48 e 96 horas de incubação, como aproximação para avaliar os alimentos, assumindo-se que o tempo médiode retenção no rúmen é de 48 horas. A relação entre a produçãoacumulativa de gases 96 horas após incubação e a produção potencial de gases representa a proximidade de produçãoacumulativa de gases 96 horas após incubação ao potencialde produção de gases A. A relação entre as produções de gases48 e 96 horas após incubação sugere, proporcionalmente,quanto da produção total de gases determinada no ensaio(96 horas) foi realizada até às 48 horas de incubação.Para ajustar os dados de degradabilidade às 0, 12, 48 e96 h, foram utilizados os modelos matemáticos propostos por Mehrez & Ørskov (1977) e Ørskov & McDonald (1979),que possibilitaram estimar as degradabilidades potencial(DP) e efetiva (DE):  DP = A   −>   t ≤   L DP = a + b (1-e -c x t ) −>   t > L ,em que: DP = degradabilidade do alimento (%) notempo t (horas); A = fração prontamente solúvel (%); a e b = parâmetros do modelo, cuja soma (a+b) correspondenumericamente à degradabilidade potencial do alimento; ec = taxa de degradação (%/hora).Calculou-se também a fração insolúvel potencialmentefermentescível do alimento (B): B = (a + b) – A ou 100 - (A+C);em que C representa a fração indegradável (calculada como100-DP).A degradabilidade efetiva (DE) dos alimentos foicalculada da seguinte forma:,em que kp = taxa de passagem do alimento (%/hora) pelo rúmen e foi considerada como 2%/hora.Para a produção de gases e degradabilidade aparente,o delineamento experimental foi inteiramente casualizado,com os tratamentos distribuídos em esquema fatorial3 × 3 com os fatores: espécies (capins tanzânia, marandu etifton 85), idades de corte (28, 35 e 42 dias), com oitorepetições (garrafas) por amostra.O delineamento experimental utilizado na medição dosácidos graxos de cadeia curta (AGCC) nas duas épocas do ano(janeiro a março e abril a junho) foi o inteiramente casualizado,em esquema fatorial 3 × 3 × 4, composto dos fatores espécies(capins tanzânia, marandu e tifton 85), idades de corte(28, 35 e 42 dias), tempo de incubação (0, 12, 48 e 96 horas) e2 repetições (provenientes da amostra composta).Os resultados foram submetidos à análise de variânciae comparação de médias pelo teste de Tukey, de acordo como programa estatístico SAS (2001) a 5% de significância. Resultados e Discussão Considerando que as características das plantasforrageiras que formam uma pastagem podem ser  potencializadas ou suprimidas de acordo com as condiçõesdo meio e manejo impostas e analisando as alturas de corte(tanzânia: 30 cm, marandu: 25 cm, tifton 85: 15 cm), em geral,as espécies com hábito de crescimento cespitoso (capinstanzânia e marandu) foram favorecidas pela eliminação dosmeristemas apicais, o que estimula o surgimento de tecidosnovos nas plantas, desde as gemas basais, fato nãoobservado no capim-tifton 85, que, por suas característicasde crescimento estolonífero, fez com que o meristema apicalcontinuasse na planta, tendo resposta de crescimento semrenovação de tecidos que suportam a parte aérea eacumulação de material morto. No período de janeiro-março, constatou-se efeito dasespécies (P<0,05) na fração prontamente solúvel (A), nafração indegradável (C), na degradabilidade potencial(DP) e na degradabilidade efetiva a 2%/hora, de modo queo capim-marandu apresentou os maiores valores de fraçãosolúvel, degradabilidade potencial e degradabilidade efetivae o capim-tifton 85, os maiores valores para a fração insolúvel(Tabela 2).A idade de corte influenciou os valores da fração A(P<0,05), que foram maiores aos 35 dias de rebrota (21,56%), porém não diferiram dos obtidos no corte realizado aos28 dias (20,17%). Houve interação significativa espécies ×idades de corte para a fração insolúvel (%/h), cujos valoresforam maiores aos 42 dias no capim-marandu. Esses valoresobtidos aos 42 dias nesta gramínea não diferiram do obtidono corte aos 28 dias. No período de abril a junho (Tabela 3), o capim-tifton 85apresentou os menores valores (P<0,05) da fração solúvel,  1699 © 2009Sociedade Brasileira de ZootecniaCinética da fermentação e taxas de degradação de forrageiras tropicais em diferentes idades de corte estimadas pela... de degradabilidade potencial e de degradabilidade efetivae maiores valores da fração insolúvel, enquanto os capinsmarandu e tanzânia apresentaram resultados semelhantes para essas frações. A idade de corte não influenciou nenhum parâmetro neste período e os maiores valores de fraçãosolúvel e degradações potenciais e efetivas foram obtidosna primeira época, seguindo a tendência de redução naqualidade das gramíneas na segunda época. É possível queesse fato esteja relacionado às temperaturas e precipitaçõesmédias, que foram menores no período de abril a junho(21,4ºC e 72,4 mm) em comparação ao período de janeiro amarço (24,2ºC e 189,2 mm). No período de janeiro a março, foram observadasdiferenças entre as espécies (P<0,05) em relação ao tempode colonização e à produção de gases após 96 horas deincubação (Tabela 4). No capim-tifton 85, o tempo decolonização foi superior ao do capim-tanzânia, porémsemelhante ao do capim-marandu. Não houve diferençasignificativa entre as idades de corte nem interação espécie× idades.Semelhante ao período de janeiro a março, nos meses deabril a junho, a produção de gases após 96 horas deincubação do capim-marandu foi superior à do capim-tifton85, entretanto, não diferiu do capim-tanzânia. A idade decorte influenciou (P<0,05) a produção potencial de gases ea produção de gases 96 horas após a incubação, cujosmenores valores foram observados, de modo geral, aos 28dias. Não se constatou interação espécie × idades de corte.A FDN dos alimentos apresenta um período decolonização no qual não se verifica degradação dosubstrato. O capim-tifton 85 apresentou maiores valoresde tempo de colonização, possivelmente em decorrênciados maiores valores de FDN e lignina em relação às demaisgramíneas avaliadas (Tabela 1). Todavia, o tempo de Médias seguidas de letras iguais minúsculas na linha e maiúsculas na coluna não diferem (P>0,05) entre si pelo teste de Tukey.  EspécieVariávelIdade de corteCapim-maranduCapim-tifton 85Capim-tanzâniaMédiaJaneiro – MarçoFração solúvel (%)2825,4815,8519,1720,17AB3525,9515,6523,0921,56A4221,0415,3018,2318,19BMédia24,16a15,60c20,16bCoeficiente de variação (%)7,21Fração insolúvel potencialmente2847,0946,8351,7548,56degradável (%)3549,3049,2544,0647,544251,0353,5450,7351,77Média49,1449,8748,85Coeficiente de variação (%)5,34Fração insolúvel (%)2823,0437,3229,0729,813520,0535,1032,8429,334227,9331,1531,0330,04Média23,67b34,52a30,98bCoeficiente de variação (%)8,82Fração insolúvel (%/hora)284,07aAB3,20aA2,97aA4,79353,10aB3,07aA3,69aA3,24425,46aA2,71bA3,20bA3,79Média4,212,993,29Coeficiente de variação (%)13,10Tempo de colonização (hora)280,370,400,380,39350,430,380,360,39420,380,380,390,39Média0,400,390,38Coeficiente de variação (%)3,93Degradabilidade potencial (%)2872,5762,6870,9268,853578,9664,9067,1570,344272,0768,8468,9669,96Média73,30a65,48b69,01bCoeficiente de variação (%)3,59Degradabilidade efetiva a taxa2857,0744,3150,0350,47de passagem de 2%/hora3555,8745,4751,6651,004258,4046,1249,4051,31Média57,12a45,30c50,36bCoeficiente de variação (%)4,57 Tabela 2 -Parâmetros das equações de degradabilidade obtidas pela técnica de produção de gases em amostras dos capins marandu,tifton 85 e tanzânia em três idades de corte no período de janeiro a março
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