Efeito do emurchecimento e da adição de aditivo biológico na degradabilidade in situ e composição físico-química da silagem de Arachis pintoi cv belmonte

Apesar da grande produção de biomassa atribuída às gramíneas tropicais, a qualidade da forragem notadamente no período seco deixa a desejar. A utilização de leguminosas forrageiras é apontada como opção viável para amenizar a referida sazonalidade. Em geral, as leguminosas apresentam taxas de degradação e degradabilidade dos nutrientes mais altas que as gramíneas. A utilização da silagem de leguminosas como o Arachis tem despertado o interesse de pecuaristas. Entretanto, o Arachis in natura, como a maioria das leguminosas, apresentam baixos teores de MS, elevado poder tampão e baixos conteúdos de carboidratos solúveis que podem dificultar sua preservação como silagem.

A redução da umidade pelo emurchecimento e a adição de inoculantes microbianos têm sido propostos como formas de otimizar os resultados, PAULINO et al 2009. Os inoculantes bacterianos adicionados durante o processo de ensilagem visam o aumento da população de bactérias que estimulam a fermentação lática e reduzem o pH (PEREIRA e REIS, 2001; EVANGELISTA et al. 2004; LOURES et al., 2005).

A produção de efluentes representa perdas de valor nutricional e risco de poluição ambiental, que podem ser evitados com a utilização de forragens emurchecidas. Embora os inoculantes microbianos não sejam utilizados com o objetivo de reduzir perdas por efluentes, estes aditivos biológicos aplicados a silagem apresentam resultados contraditórios segundo a literatura corrente (LOURES et al., 2005).

O valor nutritivo é decisivo para avaliar a qualidade de uma forrageira e entre as técnicas utilizadas a degradação ruminal dos alimentos é uma excelente ferramenta para avaliar a qualidade e a quantidade de nutrientes disponíveis aos microrganismos no rúmen e que chegam ao intestino (HUNGTINGTON e GIVENS, 1995). Esta técnica possui como vantagem ser rápida e de relativamente fácil execução, utiliza amostras pequenas e permite o contato íntimo do alimento no ambiente ruminal. Sendo assim, é considerada a técnica ideal para simular o ambiente do rúmen dentro de determinado regime alimentar específico (JOBIM et al. 2007).

O objetivo do presente trabalho é de realizar a avaliação físico-química e degradabilidade in situ da silagem de Arachis pintoi cultivar Belmonte submetida a diferentes processos de ensilagem.

 

O presente trabalho foi realizado no Instituto de Zootecnia em Nova Odessa/SP, situado à latitude 22 42' S, longitude 47 18' W e altitude de 550 m.

As amostras da biomassa de Arachis pintoi cv Belmonte obtidas na área experimental foram ceifadas aos 60 dias de crescimento vegetativo com segadeira de barra, regulada para corte na altura de 5 cm do solo. Imediatamente após, a leguminosa fresca (in natura) foi picada em desintegrador, regulado para corte de 1 cm de comprimento e ensilada

Os tratamentos aplicados à biomassa de Arachis ensilada foram designados como se segue: T1 - Arachis in natura = leguminosa fresca Arachis pintoi cv Belmonte; T2 - Arachis in natura + aditivo biológico = leguminosa fresca adicionada do aditivo biológico comercial Silomax diluído de forma a garantir segundo especificação do fabricante a proporção de: Lactobacillus plantarum 2,5 x 10¹⁰ unidades formadoras de colônia por grama e Pediococcus pentosaceus 2,5 x 10¹⁰ unidades formadoras de colônia por grama, o produto foi aspergido sobre a biomassa através de bomba costal na dosagem recomendada para o produto, sendo misturado e ensilado; T3 - Arachis emurchecido = leguminosa Arachis pintoi cv Belmonte exposto ao sol durante período de 4 horas; T4 - Arachis emurchecido + aditivo biológico = leguminosa e adicionada do aditivo biológico comercial Silomax, pelo mesmo procedimento realizado no tratamento da ensilagem do Arachis in natura.

As biomassas de Arachis submetidas aos tratamentos acima citados foram acondicionadas em recipientes plásticos com tampas a uma massa média específica de 630 kg de silagem/m3 . Utilizaram-se cinco repetições para cada tratamento.

Após o período de fermentação de 90 dias, os silos foram abertos e amostras das silagens foram retiradas para determinação do pH, ácidos graxos voláteis e nitrogênio amoniacal. O extrato das silagens, foi extraído através de prensa hidráulica (2 kgf cm^-3) e imediatamente preparado conforme exigência do método analítico. Os ácidos orgânicos das silagens foram determinados em cromatografia gasosa, conforme metodologia preconizada por ERWIN et al. (1961). O N-amoniacal (N-NH₃) de acordo com o descrito por FERNNER (1965). O pH foi mensurado em peagâmetro digital imediatamente após a prensagem.

Parte do material ensilado foi seco em estufas com circulação de ar forçado à 50ºC por 72 horas e o material que passou por peneiras de 1 mm de crivos foi submetido às seguintes análises: fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA), celulose e lignina, matéria seca (MS), matéria mineral (MM), proteína bruta (PB), nitrogênio em FDN (N-FDN) e FDA (N-FDA). As metodologias utilizadas estão descritas em Silva e Queiroz (2009). Os carboidratos totais (CHO totais) e carboidratos não fibrosos (CNF) foram calculados de acordo com a equação de SNIFFEN et al. (1992).

As determinações das degradabilidades da MS, FDN e PB das silagens foram realizadas pela técnica de sacos de náilon in situ, com três bovinos machos castrados, mestiços, portadores de cânulas ruminais. As amostras foram incubadas no rúmen por 6, 9, 24, 48, 72 e 96 horas de maneira reversa, sendo retirados todos os sacos de náilon simultaneamente e efetuadas a lavagem e a secagem em estufa a 60ºC. Conforme a técnica in situ de MEHREZ e ORKOV (1977) e seguindo a padronização descrita por HUNTINGTON e GIVENS (1995).

Os dados de degradabilidade foram calculados pela diferença de pesagens dos sacos de náilon antes e após a incubação, foram ajustados segundo a equação: p= a + b (1- e^–ct), ORSKOV e MCDONALD (1979) em que (p) é a quantidade degradada no tempo (t). As constantes a, b e c da equação exponencial foram utilizadas para calcular a degradabilidade potencial (a+b) e a degradabilidade efetiva (De), pela seguinte formula (AFRC, 1992): De= a + (b x c)/ c + K ; onde (a) é a fração solúvel, (b) é a fração potencialmente degradável no rúmen e (c) a taxa de degradação por hora. O valor (a + b), representa o potencial máximo de degradabilidade ou a fração que poderá ser degradada no rúmen quando o tempo não for limitante. Para a (De) foi considerada a taxa de passagem do conteúdo ruminal de k=0,05/hora.

O experimento foi desenvolvido em delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições e a análise de variância utilizada foi o procedimento GLM do Sistema SAS (Statistical Analysis System), SAS INSTITUTE (2002), onde foram estudados quatro tipos de silagens de Arachis: Arachis in natura, Arachis in natura + Aditivo biológico, Arachis Emurchecido e Arachis Emurchecido + aditivo biológico. O nível de significância adotado para a análise de variância foi de 5%. Os graus de liberdade dos tratamentos foram desdobrados nos seguintes contrastes ortogonais:

Arachis in natura X Arachis Emurchecido; Arachis in natura + aditivo biológico X Arachis Emurchecido + aditivo biológico; Arachis in natura sem aditivo biológico X Arachis Emurchecido sem aditivo biológico.

A análise de variância utilizada para os parâmetros a, b e c e para a degradabilidade efetiva (De), foi o procedimento GLM do Sistema SAS (Statistical Analysis System), SAS INSTITUTE (2002) em delineamento inteiramente ao acaso com três repetições, onde foram estudados quatro tipos de silagens de Arachis: Arachis in natura; Arachis in natura + aditivo biológico; Arachis Emurchecido e Arachis Emurchecido + aditivo biológico. O nível de significância adotada para a análise de variância foi de 5%.

 

Nas Tabelas 1, 2 e 3 são apresentados os dados referentes às análises bromatológicas das silagens de Arachis dos tratamentos desdobrados para estudar os efeitos do emurchecimento e da adição do aditivo comercial. A silagem emurchecida, de acordo com o esperado, apresentou maiores valores de MS e as variáveis relativas a composição química foi alterada em função deste processo. A adição do aditivo bacteriano parece não ter influenciado estas variáveis.

Os teores de matéria seca (MS) das silagens in natura (18,00 %) estão muito abaixo dos valores sugeridos por Silveira et al. (1979) de 30 a 35% de MS para que se obtenha uma boa conservação da forragem. Nas silagens emurchecidas o teor de MS (37,00%) esta ligeiramente acima do preconizado na literatura e um pouco abaixo ao observado por MONTEIRO et al. (1998), 40 % de MS, em cultivares de alfafa desidratados ao sol por 3 horas.

A exposição da leguminosa à desidratação por 4 horas resultou na elevação de 19 pontos percentuais no teor de MS o que, provavelmente, provocou o aumento da concentração dos componentes da MS, em relação à silagem de Arachis in natura. A porcentagem de PB, FDN, N-FDN e hemicelulose foram maiores nas silagens emurchecidas (P < 0,05) independente da adição do aditivo bacteriano, Tabelas 1, 2 e 3.

A inclusão da digestibilidade in vitro da matéria seca para a classificação de silagens deve-se à sua correlação com a ingestão de matéria seca, além de ser um bom parâmetro para predição do valor nutritivo das forrageiras de uma maneira geral. Os valores de digestibildade in vitro da MS, N-FDA e lignina também foram favorecidos (P < 0,05) pelo processo de emurchecimento (Tabela 1), a adição do aditivo bacteriano não afetou a DIVMS (P > 0,05), Tabelas 2 e 3. A prática do emurchecimento pode diminuir os teores de carboidratos solúveis e consequentemente aumentar os constituintes fibrosos (VAN SOEST, 1994).

Tabela 1. Médias das determinações químico-bromatológicas: silagem Arachis in natura X Silagem de Arachis Emurchecido, resultados em 100% de MS

Tabela 2. Médias das determinações químico-bromatológicas: Silagem de Arachis in natura + aditivo biológico X Silagem de Arachis Emurchecido + aditivo biológico, resultados em 100% de MS

Tabela 3. Médias das determinações químico-bromatológicas: Silagem de Arachis in natura (sem aditivo biológico) X Silagem de Arachis Emurchecido (Sem aditivo biológico), resultados em 100% de MS

Nos tratamentos avaliados foi observada menor porcentagem de carboidratos não fibrosos nas silagens emurchecidas (P< 0,05), Tabelas 1, 2 e 3. Esta diminuição também foi observada por RUGGIERI et al. (2001) em silagens de alfafa emurchecidas, entretanto, LOURES et al. (2005) trabalhando com silagens de gramínea emurchecida obteve efeito inverso nos teores de carboidratos solúveis no material tratado por este processo, os autores ainda destacam, que silagens de gramíneas submetidas ao emurchecimento apresentaram menores teores da fração fibrosa. No presente estudo a diminuição obtida na fração fibrosa FDN das silagens in natura pode ter sido devido ao processo fermentativo. Segundo AMARAL et al. (2007) os microrganismos consomem principalmente a fração mais digestível o que pode promover maior proteólise do material em virtude do pH nestas silagens ser maior. A adição do aditivo biológico não foi capaz de reverter o processo, para adequada conservação da biomassa. Observamos o aumento dos teores de hemicelulose (P<0,05) Tabelas 1, 2 e 3, e também, uma pequena, mas significativa (P<0,05) diminuição nos teores de nitrogênio ligado a fibra insolúvel em detergente ácido (N-FDA) nas silagens emurchecidas. As menores concentrações de hemicelulose observados nas silagens in natura podem ser devido à hidrólise ácida da hemicelulose causada pelos ácidos orgânicos produzidos durante o processo de fermentação ou também, pela ação de hemicelulases provenientes dos microrganismos (AMARAL et al. 2007).

Aumentos nos teores de N-FDA podem ocorrer se houver excessiva produção de calor comprometendo desta forma a integridade e disponibilidade da fração nitrogenada. A proteína reage com os carboidratos da planta, passando a fazer parte da fração FDA, este processo é denominado como Reação de Maillard (VAN SOEST, 1994) afeta negativamente o valor nutricional das silagens. O excesso de umidade na presença de carboidratos solúveis e frações nitrogenadas produz os polimeros de Maillard e estes são altamente resistentes a degradação sendo considerados indisponíveis tanto no rúmen como no restante do trato gastro intestinal. Entretanto, apesar dos tratamentos apresentarem diferenças (P< 0,05) os valores apresentados nas Tabelas 1, 2 e 3 não indicaram alterações marcantes e podem ser considerados baixos de acordo com os valores observados por ALMEIDA et al. (2003) que encontraram variações de 25 a 39 % do N-FDA nas silagens de milho e sorgo respectivamente.

O conteúdo de nitrogênio ligado à fibra insolúvel em detergente neutro (N-FDN) aumentou nas silagens tratadas pelo emurchecimento (P<0,05). CASTRO (2002) encontrou também, este efeito em silagens de gramíneas emurchecidas, segundo o autor este fenômeno pode ser devido a menor atividade proteolítica na fração N-FDN dessas silagens. Na literatura consultada o efeito do emurchecimento sob a concentração de carboidratos solúveis, tem diferentes observações, pois a variação da concentração está em função de diversos fatores como: tempo de secagem, espécie, momento de corte e idade da planta. EVANGELISTA et al. (2004) relata que certas espécies de plantas, quando sofrem emurchecimento, podem conter quase o dobro de carboidratos solúveis da matéria original. Por outro lado, o aumento excessivo do teor de MS pode causar redução na fermentação pela diminuição da concentração de carboidratos solúveis em água, como consequência de um processo de emurchecimento prolongado.

Para as concentrações de PB, em silagens previamente emurchecidas, a literatura mostra diferentes resultados obtidos sobre esta fração: BERGAMASCHINE et al. (2006), observaram diminuição na porcentagem de PB em silagens de gramíneas emurchecidas, entretanto outros autores afirmam que aumentar o teor de MS do material a ser ensilado diminui a extensão da proteólise, reduzindo perdas mais acentuadas da concentração protéica das silagens (PEREIRA e REIS 2001; CASTRO, 2002; EVANGELISTA et al., 2004; LOURES et al., 2005). No presente trabalho, o emurchecimento favoreceu a manutenção de uma maior concentração de proteína nas silagens tratadas por este processo (P<0,05) e menores teores (P<0,05) de nitrogênio insolúvel em FDA. A formação de produtos de Maillard, em silagens causa diminuição na digestibilidade da proteína, esta reação pode ser observada pelo aumento nos teores de N-FDA e o nitrogênio, desta fração, não estará disponível aos microrganismos ruminais.

O emurchecimento, em geral, é relacionado ao aumento do potencial osmótico da massa ensilada, o que pode favorecer a crescimento de microrganismos desejáveis ao processo de conservação da forragem (LOURES et al., 2005; RANGRAB et al. 2000). No presente trabalho, podemos destacar o efeito favorável do processo de emurchecimento para conservação da forragem, devido as menores concentrações de N-NH₃ e valores de pH mais baixos (4,7), nas silagens assim processadas (Tabelas 4, 5 e 6).

Os valores de pH, N-amoniacal e ácidos orgânicos (Tabelas 4, 5 e 6) costumam ser empregados na avaliação da qualidade da silagem, pois são bons indicadores das mudanças ocorridas durante o processo de fermentação, (RANGRAB et al., 2000). Nos valores de pH houve diferença (P<0,05), os menores valores encontrados foram nas silagens emurchecidas, este tratamento diminuiu o pH e a formação de N amoniacal, que foi maior na silagem de Arachis in natura (P< 0,05), demonstrando que provavelmente pode ter ocorrido intensa proteólise no material com maior teor de umidade. TOSI et al. (1995), observaram redução no conteúdo de nitrogênio amoniacal com o aumento de teor de MS da silagem e segundo JOBIM et al. (2007), os valores de pH e a concentração de NNH₃ são importantes no julgamento da qualidade do processo fermentativo das silagens, entretanto de acordo com VAN SOEST (1994) em silagens com alto teor de MS, o valor de pH tem uma menor importância, podendo- se obter silagens de boa qualidade, mesmo com valores de pH mais altos.

Tabela 4. Médias das concentrações dos ácidos orgânicos: Silagem de Arachis in natura X Silagem de Arachis Emurchecido

Segundo EVANGELISTA e LIMA (2001) todos ácidos orgânicos formados no processo de fermentação das silagens contribuem para a redução do pH, entretanto o ácido lático , por apresentar uma maior constante de dissociação, possui papel fundamental nesse processo, enquanto os aumentos nas concentrações de ácido acético e butírico estão relacionados a menores taxas de decréscimo e valores absolutos de pH maiores. Com relação aos ácidos orgânicos (Tabelas 4, 5 e 6) a produção de ácido lático não foi eficiente para manter baixo o pH (<4,5) das silagens e sua concentração foi igual nos contrastes estudados (P>0,05). As concentrações dos ácidos propiônico e butírico foram muito baixas, entretanto ligeiramente menores (P<0,05) nas silagens de Arachis emurchecido. Enquanto, os teores de ácido acético foram iguais entre os tratamentos in natura vs. emurchecimento (Tabela 4) e maiores quando comparados ao tratamento in natura mais aditivo biológico vs. emurchecido mais aditivo biológico (Tabela 5) .

Tabela 5. Médias das concentrações dos ácidos orgânicos: Silagem Arachis in natura + aditivo biológico X Silagem de Arachis Emurchecido+ aditivo biológico

O predomínio da fermentação por bactérias láticas depende da interação entre vários fatores, incluindo suprimento de substrato disponível para fermentação, poder tampão da forragem, quantidade numérica, tipos e atividades das bactérias láticas e outros microrganismos indesejáveis. Uma eficiente produção de ácido lático é um importante fator de inibição do crescimento de bactérias indesejáveis e consequentemente promove uma redução das perdas durante o processo de fermentação, segundo MCDONALD et al. (1991). De acordo com a classificação destes autores para silagens, os valores obtidos nas concentrações de ácido lático nos tratamentos testados, do presente estudo, classificam estas silagens como inadequadas. Com relação, ao valor de pH e concentração de N-NH₃ as silagens de Arachis in natura podem ser classificadas como insatisfatórias, entretanto as que passaram pelo processo de emurchecimento podem ser consideradas como de boa qualidade. Segundo os autores EVANGELISTA et al. (2004) e AMARAL et al. (2007) a presença de amônia na silagem é fator constantemente determinado para a avaliação de sua qualidade, os autores indicam valores ao redor de 8% do Ntotal como níveis adequados para silagens bem fermentadas, concentração de N-NH₃ acima deste valor seria um indicativo de intensa proteólise, principalmente pela degradação de aminoácidos por clostrídios proteolíticos. Segundo os autores MC DONALD et al. (1991) e AMARAL et al. (2007) a proteólise estende-se durante a fermentação quando não ocorrem condições ácidas suficientes, para que microrganismos indesejáveis possam ser inibidos. Segundo os mesmos autores as bactérias ácido-láticas normalmente não são proteolíticas mas agem como tais quando tem pouca concentração de nutrientes como exemplo: baixos teores de carboidratos solúveis. O maior conteúdo de MS promoveu menores valores de pH e marcante diferença na concentração de N-NH₃ e consequentemente melhorou o processo fermentativo do material ensilado (Tabelas 4, 5 e 6).

Tabela 6. Médias das concentrações dos ácidos orgânicos: Silagem Arachis in natura (sem aditivo biológico) X Silagem de Arachis Emurchecido ( sem aditivo biológico)

Em relação, a aplicação do inóculo bacteriano, segundo CASTRO (2002) outros autores não observaram efeitos marcantes para o uso deste, quando aplicado em condições desfavoráveis como: baixo conteúdo de MS, baixa concentração de carboidratos solúveis e alto poder tampão. MUCK e KUNG (1997) ao revisarem diferentes trabalhos com aditivos bacterianos, em silagens de gramíneas, chamam a atenção para o fato de que reduções significativas no pH, aumento de ácido lático e redução dos teores de N-NH₃, apresentam resultados diversos dependendo da planta forrageira em questão e que para alfafa o emurchecimento prévio desta leguminosa parece melhorar o efeito de tais produtos, em nosso trabalho o emurchecimento associado ao inoculante bacteriano não mostrou diferenças marcantes sobre os parâmetros avaliados.

As Figuras 1, 2 e 3 traçam os perfis médios dos tratamentos ao longo dos tempos para a % porcentagem de degradação da matéria seca, proteína bruta e fibra detergente neutra, respectivamente, das quatro silagens estudadas. Observamos que as curvas de degradação da MS e FDN (Figura 1 e 3) seguem um mesmo padrão de degradação ao longo dos tempos de incubação, entretanto para a % porcentagem de degradação da PB podemos observar que o emurchecimento da leguminosa (Figura 2) promoveu uma menor velocidade de desaparecimento ruminal desta fração nas primeiras 24 horas de incubação, após este período as curvas apresentam perfil semelhante de degradação.

Figura 1. Perfis médios nos tratamentos ao longo dos tempos para a % de degradação da Matéria Seca das quatro silagens de Arachis

Figura 2. Perfis médios dos tratamentos ao longo dos tempos para a % de degradação da Proteína Bruta das quatro silagens de Arachis

Figura 3. Perfis médios dos tratamentos ao longo dos tempos para a % de degradação da FDN das quatro silagens de Arachis

O emurchecimento induz a uma drástica redução do conteúdo celular, segundo VAN SOEST (1992), isto ocorre devido ao maior tempo de exposição e consequentemente maior respiração celular; a aplicação desse processo resultou também, na diminuição (P<0,05) da solubilidade da fração prontamente degradável (a) e maior degradação potencial da fração degradável no rúmen (b) (P<0,05) da matéria seca nas silagens tratadas por este processo (Tabela 7), sendo que a adição do inóculo bacteriano parece não ter exercido marcante influência na solubilidade destas frações (Tabelas 8 e 9). Entretanto, a maior redução na fração solúvel (P< 0,05) foi observada para a PB que diminuiu ao redor de 20 pontos percentuais em todos os contrastes estudados.

De acordo com PEREIRA et al. (2002) a diminuição da degradação da proteína é de particular importância, uma vez que as leguminosas em geral permanecem menor tempo no rúmen que gramíneas, podendo refletir em uma maior quantia de proteína disponível e absorvida no intestino delgado. O melhor aproveitamento da proteína ingerida produz efeitos benéficos aos animais. BARCELLOS e VILELA (1994), observaram tais benefícios em trabalhos de produtividade animal quando utilizaram o Arachis como fonte protéica. Segundo TEDESCHI et al. (2001), o perfil de aminoácidos do Arachis é bastante próximo ao da alfafa.

Com relação a fração (a) da FDN a solubilidade desta foi nula nas silagens emurchecidas, mas a redução (P< 0,05) mesmo sendo significativa não foi tão evidente quanto ao observado na fração protéica.

Quanto ao parâmetro (c) apesar das diferenças somente entre alguns contraste estudados (P< 0,05), as variações foram pequenas nesta taxa de desaparecimento. RUGGIERI et al (2001) observaram resultados semelhantes, trabalhando com silagens de alfafa emurchecida e in natura, segundo os autores diferentes tratamentos aplicados em plantas forrageiras não alteram de forma geral a taxa de degradação ruminal. A prática do emurchecimento pode diminuir os teores de carboidratos não fibrosos, consequentemente aumenta os constituintes fibrosos e proporciona uma menor degradação ruminal dos nutrientes.

Tabela 7. Médias dos parâmetros da degradação ruminal da MS, PB e FDN: Silagem de Arachis in natura X Silagem de Arachis Emurchecido

Tabela 8. Médias dos parâmetros da degradação ruminal da MS, PB e FDN: Silagem Arachis in natura + aditivo biológico X Silagem de Arachis Emurchecido + aditivo biológico

Tabela 9. Médias dos parâmetros da degradação ruminal da MS, PB e FDN: Silagem Arachis in natura (sem aditivo biológico) X Silagem de Arachis Emurchecido (sem aditivo biológico)

 

Baseando-se nos dados do presente experimento, o emurchecimento atuou positivamente no processo de ensilagem da leguminosa preservando a qualidade nutricional da forrageira.

 

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