REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7552856
Maria Telma de Aquino Rodrigues;
Ana Paula Maia dos Santos;
Cleyton de Almeida Araújo;
Joyce Ramos da Silva;
Carolina Côrrea de Figueiredo Monteiro.
Resumo
Objetivou- se avaliar os efeitos da silagem de milho aditivada com farelo de soja e ureia em diferentes estágios de maturidade sobre a estabilidade aeróbia. Foram avaliados quatro tratamentos: ensilagem de milho aos 60 dias com 15% de inclusão de farelo de soja; ensilagem de milho aos 60 dias com 2% de ureia; ensilagem de milho aos 90 dias com 15% de soja; ensilagem de milho aos 90 dias com 2% de ureia. Distribuídos em um delineamento inteiramente casualizados, os silos foram abertos após 90 dias de fermentação e as silagens avaliadas quanto a sua estabilidade aeróbia, pH e condutividade elétrica. O tratamento de ensilagem de milho aos 90 dias com 2% de ureia apresentou uma temperatura inicial de 24.80ºC (P<0,05), sendo maior que as demais silagens. O pH das silagens de milho colhido aos 60 dias e com adição de farelo de soja variou entre 3,92 a 7,12, o que pode indicar perda de estabilidade aeróbia. O período de colheita do milho a ser ensilado afeta o índice de condutividade elétrica e a temperatura de abertura das silagens de milho. A adição de farelo de soja às silagens de milho influenciou na velocidade da perda de estabilidade aeróbia das silagens, reduzindo a resistência das silagens à exposição aeróbia. A adição de ureia nas silagens promoveu maiores valores de pH pós abertura de silos e maior estabilidade aeróbia das silagens de milho.
Palavras-Chave: Deterioração aeróbica. Fermentação. Temperatura. Potencial hidrogeniônico.
Introdução
Entre as forrageiras utilizadas na produção de silagem, o milho (Zea mays, L) é a que predomina, por dispor de um maior valor nutritivo quando comparado as demais forrageiras utilizadas na confecção de silagem (OLIVEIRA, 2021), além disso, possui quantidades de carboidratos fibrosos e não fibrosos que oportuniza um excelente parâmetro de fermentação, como também é uma planta com bom teor de matéria seca para ensilagem (SEVERO, 2021). Deste modo, a silagem de milho é utilizada como fonte de energia prontamente fermentável e fibra digestível, neste sentido, a busca pela preservação ou a melhoria do seu valor nutritivo é de interesse dos pecuaristas (GHELLER et al., 2021).
A busca por avanço na qualidade da fermentação e nutricional tem se tornado um senso comum na academia, visando potencializar o processo de conservação através da redução dos pontos críticos de uma determinada forrageira. Dentre as tecnologias utilizadas para o aumento da quantidade de nitrogênio (N) nas silagens, a ureia e o farelo de soja têm uma atenção especial. Deste modo, a utilização desses aditivos visa evitar a queda excessiva do pH da silagem, além de aumentar os teores de proteína bruta (XIE et al., 2021).
Outra alternativa para se evitar a redução excessiva do pH no processo de ensilagem, devido à grande quantidade de carboidratos solúveis de alguns cultivares, é o período de colheita. O estágio fenológico no qual a planta se encontra modulará o teor de carboidratos solúveis, bem como a translocação desses carboidratos para os grãos ou seu crescimento (CIAMPITTI et al., 2021), devido ao aumento da fibra em detergente ácido nos colmos (ALVES et al., 2016). Nesta perspectiva alguns estudos demonstram que o estádio nutricional, época de colheita e estádio fenológico do milho irá alterar a concentração de carboidratos solúveis na planta (RODRIGUES et al., 2021).
A utilização da ureia no processo de ensilagem, além de atuar como uma fonte de nitrogênio não proteico (WAHYONO et al., 2022), possibilita uma ação tamponante temporária durante o processo de fermentação, conferindo em um leve aumento do pH devido a ação de redução da formação de ácido lático (NEUMANN et al., 2010), efeito esse que resultaria na maior estabilidade aeróbia das silagens devido a ureia apresentar ação antifúngica (SANTOS et al., 2021), reduzindo a sua degradação da silagem e emissão de CO2 (SHAN et al., 2021).
O farelo de soja, por sua vez, é um aditivo ingrediente, fonte de proteína verdadeira, sendo um dos principais alimentos proteicos usados na alimentação de ruminantes (CHANJULA et al., 2022). O farelo de soja pode aprimorar o valor nutritivo da forragem a ser ensilada, promovendo a complementariedade da fração proteica e elevando o teor de proteína na dieta (GUIMARÃES JÚNIOR, 2016). Contudo, é salutar identificar em quais níveis de adição de farelo de soja ao processo de ensilagem não ocorre proteólise significativa.
Neste sentido, objetivando-se avaliar os efeitos da adição de farelo de soja ou ureia em diferentes estágios de maturidade do milho colhido sobre a estabilidade aeróbia de silagens.
Material e Métodos
O experimento foi desenvolvido na Universidade Estadual de Alagoas, Campus II, no Laboratório de Análises Bromatológicas do departamento de Zootecnia. Para a confecção das silagens foi utilizado o milho (Zea mays) cultivar 1051. O material foi colhido aos 60 e 90 dias de cultivo, posteriormente, picado em máquina forrageira estacionária. Após a trituração do material, foram coletadas amostras para avaliação química do material in natura.
Foram avaliados quatro tratamentos, sendo: Tratamento 1: ensilagem do milho aos 60 dias com 15% de inclusão de farelo de soja (D60+15FS); Tratamento 2: ensilagem do milho aos 60 dias com 2% de ureia (D60+2U); Tratamento 3: ensilagem do milho aos 90 dias com 15% de farelo de soja (D90+15FS); Tratamento 4: ensilagem do milho aos 90 dias com 2% de ureia (D90+2U). Distribuídos em um delineamento inteiramente casualizados (DIC), com cinco repetições, totalizando 20 unidades experimentais.
Os silos experimentais utilizados eram em tubos de policloreto de polivinila (PVC) de 100 mm de diâmetro por 550 mm de comprimento, providos de válvulas do tipo Bunsen na tampa do silo. Os silos foram abertos após 90 dias de fermentação, foi realizada a aferição da temperatura da massa das silagens (SANTOS, 2014) e pH (BOLSEN et al. 1992).
A estabilidade aeróbia foi avaliada através da exposição de aproximadamente 2 kg de silagem à temperatura controlada (24±1 ºC). Durante a exposição foi avaliada com termômetro inserido na massa ensilada, a temperatura em intervalos de uma hora, durante um período de 96 horas, e pH em intervalos de 6 horas, para análise do pH, foram coletadas subamostras de 25 g de silagem, que foram adicionadas de 100 mL de água destilada e mantidas em repouso por duas horas e em seguida foi feita a leitura com o phmetro digital. Foi considerada perda de estabilidade aeróbia (AE) quando a temperatura da massa ensilada atingiu 2°C acima da temperatura ambiente (KUNG et al., 2003).
As variáveis consideradas neste estudo foram: pH máximo registrado após a abertura dos silos (pH máximo); Tempo para atingir o pH máximo (T pH máximo, em horas); Tempo para que o pH das silagens apresente tendência de elevação (TEpH, em horas); Média de Temperatura inicial (Ti, em °C); Temperatura máxima registrada após a abertura dos silos (TM, em °C); Tempo para atingir temperatura máxima (TTM, em horas); Diferença máxima entre a temperatura da silagem e do ambiente (DTSA, em °C); Tempo para que a temperatura da silagem apresente tendência de elevação (TET, em horas), conforme metodologia descrita por Jobim et al. (2007).
Os resultados obtidos foram submetidos à análise pelo procedimento PROC GLM do software Statistical Analysis Systems (SAS). Inicialmente foi realizado o teste de normalidade dos dados através do teste Shapiro-wilk a 5% de probabilidade) foi verificada por meio do procedimento UNIVARIATE (PROC UNIVARIATE), do SAS. O erro padrão da média foi obtido a partir dos dados originais. As diferenças entre os tratamentos foram consideradas significativas quando (P<0,05) através da aplicação do teste de Tukey. O seguinte modelo estatístico foi utilizado: Yij= µ + Tj + eij; Em que: Yij= Valor observado da variável; µ= Média geral; Tj= Efeito do tratamento; eij= Erro residual. Os gráficos de superfície resposta foi elaborado através do software Sigmaplot versão 2019. A análise de componentes principais (PCA), foi realizada com o software Rstudio (2017) versão 3.3.1 com a utilização dos pacotes FactoMiner e Factoextra.
Resultados e Discussão
O valor nutritivo da silagem (composição química, digestibilidade e produtos da digestão) está associado ao padrão de fermentação do material ensilado, bem como aos processos de deterioração observados durante a fase aeróbia no silo. Após a abertura do silo, a exposição da massa ensilada ao ar pode ocasionar modificações em sua qualidade. Segundo Yuan et al. (2015), a estabilidade aeróbia é de grande relevância em termos qualitativos, visto que assegura que os nutrientes do material se mantiveram conservados.
É importante destacar que a silagem é um material poroso, e esses poros ficam repletos de ar e água (MUCK; PITT, 1994). Deste modo, na fase de abertura, irão ocorrer os fluxos gasosos, o influxo de oxigênio e o efluxo de gás carbônico proveniente da microbiota e da deterioração (SHAN et al., 2021). O processo de respiração dos microrganismos resulta no aquecimento da massa da silagem.
Temperaturas altas na massa ensilada deve-se à respiração contínua das plantas, principal fator para remover o oxigênio do silo e produzir calor (BERNARDES et al., 2018). Por outro ângulo, a deterioração aeróbica é causada pela proliferação de microrganismos aeróbios facultativos, principalmente, leveduras e fungos que, após a silagem ser exposta novamente ao oxigênio, o crescimento desses microrganismos produz calor (TABACCO et al., 2011).
O pH e a temperatura das silagens são parâmetros comumente utilizados para estimar a estabilidade aeróbia da massa ensilada após a abertura dos silos, pois a perda da estabilidade aeróbia geralmente é provocada pelos microrganismos presentes que metabolizam o ácido lático e carboidratos residuais da silagem, elevando-se os valores de temperatura e pH das silagens (LIMA et al., 2015).
Houve efeito (P=0,002) dos diferentes tratamentos sobre a Temperatura inicial (Ti) das silagens no período de abertura dos silos (Tabela 1), sendo que a silagem D90+2U apresentou maior média de temperaturas. As altas temperaturas dentro do silo são provavelmente o resultado da atuação de microrganismos respiradores e a respiração celular da própria planta (BERNARDES et al., 2018).
McDonald (1991) explica que ao correlacionar o crescimento de microrganismos com a temperatura das silagens expostas ao ambiente aeróbico, descreve que em algumas silagens dois picos de temperatura são detectados, sendo que o primeiro ocorre cerca de dois ou três dias após a exposição aeróbica e refere-se ao desenvolvimento de leveduras e o segundo ocorre cerca de três ou quatro dias mais tarde, devido ao desenvolvimento dos fungos filamentosos.
O milho colhido aos 90 dias possui maior concentração de fibra do que aquele colhido aos 60 dias. Com a adição de ureia no processo de ensilagem, é possível que tenha ocorrido reação de hidrólise alcalina, o que pode disponibilizar maior aporte de carboidratos ao processo fermentativo. Contudo, a presença da ureia no silo e, consequentemente, a maior concentração de amônia resultante das reações de hidrólise da ureia, pode atuar com leve tamponamento no processo de acidificação rápida decorrente da produção de ácido lático proveniente das bactérias ácido láticas da forragem. Essas reações podem promover maior concentração de carboidratos residuais nas silagens.
As silagens D60+2U apresentaram Temperatura inicial (P<0,05) inferior às demais silagens. Allen et al., (2003) explicam que silagens aditivadas com ureia atinge menor temperatura, menor perda de matéria seca do que em silagens não tratadas com o aditivo. Isso também pode estar relacionado ao teor de matéria seca do tratamento, pois o tratamento possui maior umidade, o que pode ter diluído o efeito da hidrólise alcalina da ureia na massa ensilada.
Tabela 1. Valores médios de temperatura de silagens de milho expostas ao meio aeróbio.
De acordo com Oliveira et al., (2014), o valor ideal de matéria seca para a ensilagem da planta de milho está na faixa de 35%. Dessa maneira o menor teor de matéria seca da forragem de milho colhido aos 60 dias com adição de 2% de ureia implicou em processo fermentativo mais lento e menos intenso. O uso da ureia no processo de ensilagem também pode ter afetado a velocidade da acidificação da massa, resultando em silagens menos ácidas e com médias de temperatura de abertura inferiores.
A ureia influencia no abaixamento do pH durante o processo de silagem, restringindo o crescimento populacional de leveduras devido ao poder tampão da massa ensilada e elevando o pH em uma faixa adequada à atividade de bactérias de ácido láctico (VIEIRA et al., 2017). Neste contexto, a adição de ureia pode ajudar em inibir o desenvolvimento desses agentes indesejáveis, que usam carboidratos solúveis e ácidos residuais após abertura dos silos, aumentando a estabilidade aeróbia e melhorando assim a preservação e a qualidade das silagens de milho (DANTAS et al., 2021).
As médias de temperatura máxima registradas (TMax) apresentaram valores superiores nas silagens realizadas aos 60 dias após o cultivo, independente do aditivo utilizado (farelo de soja 15% ou ureia 2%) (Tabela 1). Durante o período pós-abertura do silo, eventualmente, é possível identificar o aumento da temperatura e, consequentemente, deterioração do material ensilado decorrente do crescimento de microrganismos aeróbios, isso pode ter ocorrido devido à alta concentração de carboidratos residuais e ao maior conteúdo de umidade nas silagens. Microrganismos oportunistas, como fungos filamentosos e leveduras, podem ter se desenvolvido mais facilmente quando as silagens foram expostas ao ar, devido a sua maior umidade. Silagens com maior teor de matéria seca possuem pressão osmótica maior, o que dificulta o desenvolvimento de algumas espécies de microrganismos indesejáveis.
Não foi verificado efeito das diferentes silagens sobre a DTSA (P>0,05) (Tabela 1). O corte tardio ou precoce das forrageiras para a ensilagem pode afetar a qualidade da silagem e, consequentemente, o aproveitamento pelo animal (GIACHINI et al., 2020). Houve efeito dos tratamentos sobre a estabilidade aeróbia (EA) e a temperatura final (Tf) das silagens. As silagens de plantas colhidas aos 90 dias não apresentaram perda de estabilidade aeróbia. As silagens com maior teor de umidade perderam a estabilidade aeróbia às 81 horas do ensaio experimental. Não foi verificado o efeito da ureia para a estabilidade aeróbia dessas silagens. Contudo, verificou-se que as silagens de milho colhido aos 90 dias com adição de ureia apresentaram média de temperatura final significativamente inferior às demais (P<0,05).
O grau de ruptura celular ao longo do processamento da forragem através da liberação de eletrólitos é indicado pelo índice de condutividade elétrica (ZOPOLLATTO et al., 2009). Essa ferramenta é de grande importância para a avaliação da qualidade das forragens conservadas, visto que os microrganismos que atuam na fermentação durante o processo de conservação das forragens têm sua atividade largamente afetada pela atividade de água.
Os valores médios de condutividade elétrica inicial (CEi) nas silagens aditivadas com ureia (D60+2U e D90+2U) tiveram aumento significativo (P<0,05) (Tabela 2), o que implica em maiores perdas por exposição do conteúdo celular durante o processo de ensilagem.
Tabela 2. Valores médios de condutividade elétrica (CE) de silagens de milho expostas ao meio aeróbio.
A condutividade elétrica final (CEf) apresentou aumento expressivo no tratamento D60+2U. Segundo Pereira et al. (2021), resultados como esses apontam que a ureia tenha provocado a ruptura da parede celular liberando eletrólitos. Esta ruptura pode implicar em perdas de nutrientes do material ensilado e pode aumentar as perdas fermentativas por produção de efluentes nas silagens. As silagens do tratamento D90+15FS, possuíam menores índices de umidade, o que reduziu a atividade de condutividade elétrica na massa.
Observou-se que os índices de condutividade elétrica (CE) das silagens de milho colhido aos 90 dias aditivados com farelo de soja apresentaram elevação ao final do ensaio experimental (às 96h). Esse aumento pode estar associado à frequência de íons dissolvidos na água, que são partículas carregadas eletricamente. Índices mais elevados de condutividade elétrica estão relacionados à deterioração da silagem, pois implicam em perdas de nutrientes resultantes do extravasamento celular vegetal da forragem.
As silagens D60+2U apresentaram pH Inicial (pHi) alto (P>0,05) comparando com os demais (Tabela 3), esse comportamento já era esperado, uma vez que a ureia consiste numa base fraca, mas que pode afetar o pH da massa ensilada.
Embora o pH seja um indicativo de deterioração em silagens (WILKINSON; MUCK, 2019), as silagens aditivadas com ureia, geralmente, apresentam valores médios de pH mais elevados. Pereira et al. (2021) testaram a adição de ureia em silagens e verificaram que os tratamentos aditivados com ureia obtiveram pH elevado.
Lopes e Evangelista (2010), que testaram a aplicação de ureia como aditivo em silagens de cana-de-açúcar, observaram que, conforme se adiciona ureia à forragem, as reações de hidrólise se sucedem, e a ureia se transforma em hidróxido de amônio, onde interfere de modo direto na colonização e multiplicação das bactérias ácido láticas, que são as principais responsáveis pelo abaixamento do pH das silagem.
Tabela 3. Valores médios de potencial hidrogeniônico (pH) das silagens expostas ao meio aeróbio.
O valor médio de pH inicial encontrado nas silagens aditivadas com ureia foi superior no momento de abertura dos silos, contudo, manteve-se mais estável quando comparado às silagens com adição de farelo de soja. Este resultado deve-se à capacidade antifúngica da ureia, que impede o maior desenvolvimento de leveduras, que impacta negativamente na manutenção da acidificação da silagem após exposição ao ar.
A ureia é apontada segundo Nascimento et al., (2016), como aditivos químicos alcalinos e dessa forma pode influenciar o decréscimo do pH durante o processo fermentativo. De acordo com Santos et al., (2008), silagens que na sua composição possuem aditivos alcalinizantes e que apresentam um pH alto, esse pH alto é causado pelo poder tamponante do aditivo. O poder tamponante dificulta a redução do pH, dessa forma para que o pH baixe vai necessitar de maior tempo.
Silagens de milho aditivadas com ureia apresentam valores mais elevados de pH devido as reações de conversão de ureia em amônia, que interage com a água e resulta em hidróxido de amônia (NH4OH) que influencia diretamente no aumento do pH da silagem (KUNG et al., 2003; NEUMANN et al., 2010). A princípio, a maior concentração de amônia vinda da ação da urease sobre a ureia aparenta ser não desejável por atuar como substância tamponante à redução do pH decorrente do processo fermentativo de bactérias láticas, contudo, a atividade antifúngica da ureia/amônia impede o maior desenvolvimento de microrganismos deletérios à silagem, tendo importância este efeito, sobretudo, durante a exposição aeróbia das silagens (LOPES e EVANGELISTA, 2010).
Observou-se que as silagens aditivadas com farelo de soja apresentaram maior instabilidade no pH, variando intensamente, de 3,92 (pH inicial) a 7,12 nas silagens de milho colhido aos 60 dias.
O pH da silagem D60+15FS se manteve baixo desde 0 até 96 horas, porém foi o tratamento que teve a maior variação de pH, essas alterações são sinais de perda de estabilidade. Segundo Garcez et al. (2022), a degradação aeróbica que causa alterações no pH ocasiona também a proliferação de fungos que oxidam os ácidos orgânicos, produzindo micotoxinas, tornando as silagens mais instáveis e sujeitas à deterioração, consequentemente, isso pode levar à perda de valor nutricional e redução do consumo pelos animais.
Conclusão
O período de colheita do milho a ser ensilado afeta o índice de condutividade elétrica e a temperatura de abertura das silagens de milho. A partir dos parâmetros estudados, indica-se a colheita de milho para ensilagem aos 90 dias, sobretudo, a fim de evitar-se maiores perdas por extravasamento de líquido celular e assegurar maior tempo de estabilidade aeróbia às silagens.
A adição de farelo de soja às silagens de milho influenciou na velocidade da perda de estabilidade aeróbia das silagens, reduzindo a resistência das silagens à exposição aeróbia.
A adição de ureia nas silagens promoveu maiores valores de pH pós abertura de silos e maior estabilidade aeróbia das silagens de milho. Contudo, elevou os valores de condutividade elétrica das silagens estudadas.
The aerobic stability of corn silage is influenced by the harvest period and additive
Abstract
The objective was to evaluate the effects of corn silage added with soybean meal and urea at different stages of maturity on aerobic stability. Four treatments were evaluated: corn silage at 60 days with 15% soybean meal inclusion; corn silage at 60 days with 2% urea; corn silage at 90 days with 15% soy; Corn silage at 90 days with 2% urea. Distributed in a completely randomized design, the silos were opened after 90 days of fermentation and the silages evaluated for their aerobic stability, pH and electrical conductivity. The corn silage treatment at 90 days with 2% urea showed an initial temperature of 24.80ºC (P<0.05), which is higher than the other silages. The pH of corn silages harvested at 60 days and with the addition of soybean meal ranged from 3.92 to 7.12, which may indicate loss of aerobic stability. The harvest period of the corn to be ensiled affects the electrical conductivity index and the opening temperature of the corn silages. The addition of soybean meal to corn silages influenced the speed of loss of aerobic stability of silages, reducing silages’ resistance to aerobic exposure. The addition of urea in the silages promoted higher pH values after opening the silos and greater aerobic stability of corn silages.
Keywords: Aerobic spoilage. Fermetation. Temperature. Hydrogenic potential.
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