RUMINAL ENVIRONMENT OF MILKING DAIRY COWS UNDER UROCHLOA (BRACHIARIA) SP. GRAZING AND SUPPLEMENTED WITH INCREASE AMOUNT OF CONCENTRATE FEED
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ra10202602271122
Maria Clara de Morais Pessoa1
Antônio Gabriel Neves de Moura Richard1*
Breno Mourão de Sousa2
Helton Mattana Saturnino3
Ana Luiza Costa Cruz Borges3
RESUMO
Objetivando qualificar o efeito da suplementação com concentrado sobre os parâmetros ruminais (pH, nitrogênio amoniacal e relação molar acetato:propionato), três vacas lactantes, mestiças, canulada no rúmen e consumindo pasto de Urochloa (Brachiaria) sp. foram utilizadas, e suplementadas com 4, 6 ou 8 kg/vaca/dia de concentrado na matéria natural, no momento da ordenha, duas vezes ao dia. Foi extraído líquido ruminal nos seguintes tempos referentes à primeira oferta de concentrado, durante ordenha da manhã: 0, 1, 3, 5, 7, 9, 10, 12, 14, 17 e 24 horas. O líquido foi utilizado para leitura de pH e determinação da concentração de nitrogênio amoniacal (mg/dL) e da relação acetato:propionato. O experimento foi delineado em quadrado latino 3 x 3, em esquema de parcela subdividida. O aumento na quantidade de concentrado reduziu o pH (6,7; 6,6 e 6,4, P<0,05) e aumentou a concentração de nitrogênio amoniacal (11,1; 12,3 e 15,0 mg/dL, P<0,05) no líquido ruminal para vacas suplementadas com 4, 6 e 8 kg/vaca/dia, respectivamente. Não houve efeito do suplemento (P>0,05) na relação acetato:propionato (média: 3,2). A suplementação crescente com concentrado para vacas lactantes em regime de pastejo criou ambiente ruminal satisfatório para o desenvolvimento da microbiota, favorecendo o consumo de pasto por vacas em lactação.
Palavras-chave: ácidos graxos voláteis, nitrogênio amoniacal, pasto, rúmen, suplementação
ABSTRACT
The objective of the experiments was to evaluate the effect of the amount of concentrate fed into ruminal fluid pH, ammonium nitrogen and acetate:propionate molar ratio of lactating dairy cows grazing Urochloa (Brachiaria) sp.grass. Three rumen canulated milking cows were used and random divided in three treatments to receive 4, 6 or 8 kg of concentrate daily, as fed, divided equally to the am and pm milking time. Ruminal fluid was removed from canulated cows before the first meal at milking time (time zero) and at 1, 3, 5, 7, 9, 12, 14, 17, 24 hours. The experiment was a latin aquare design (3×3) at a split splot scheme. As the time of increasing the amount of concentrate fed the pH decreased (6.7; 6.6 and 6.4, P<0,05) and the ammonium nitrogen increased (11.1; 12.3 and 15.4 mg/dl, P<0,05) for 4, 6 or 8 kg//cow/day of concentrate, respectively. No difference (P>0,05) was observed on acetate:propionate molar ratio (average of 3.2). It was concluded that rumen environment satisfies microbial requirements for optimal growth, without negative influence on pasture dry matter intake.
Keywords: ammonium nitrogen, pasture, rumen, supplementation, volatile fatty acid
INTRODUÇÃO
O Brasil é um país com grande potencial para produção de leite com vacas a pasto. No ano de 2008, o país ocupava a sexta posição entre os maiores produtores de leite, com 20,5 milhões de vacas ordenhadas e produção de 26 bilhões de litros de leite por ano. Grande parte desta produção é oriunda de sistemas de produção baseados em pastagens, uma vez que 80% do território nacional encontram-se na faixa tropical.
A fim de aumentar a lucratividade na atividade leiteira, a produção intensiva de leite baseado em sistemas de confinamento está cada vez mais disseminada no Brasil, mas trata-se de um sistema que onera muito os custos de produção. Nesse cenário, a produção intensiva de leite a pasto está sendo novamente reavaliada como solução para as modernas propriedades leiteiras.
Uma série de fatores condiciona a produção de leite em pastagens manejadas intensivamente: aptidão leiteira da vaca, a qualidade do pasto, a disponibilidade de pasto (pressão de pastejo), o rendimento forrageiro da pastagem (capacidade suporte), o sistema de pastejo e a suplementação da pastagem (Gomide, 1993). Segundo Alvim et al. (1999), a utilização de suplemento concentrado na dieta de vacas em lactação assume maior ou menor importância em razão do potencial de produção de leite do animal e da fase de lactação que se encontram. Ainda para os mesmos autores, o limite para produção de leite de vacas em pastagens de clima tropical não ultrapassa 4.500 kg/vaca/lactação, sendo esse limite determinado pelo alto conteúdo de fibra e pela baixa digestibilidade da mesma. Em sistemas de produtividade superior, torna-se fundamental a suplementação com alimentos concentrados.
No entanto, estas quantidades de concentrado podem provocar mudanças drásticas no ambiente retículo-ruminal, beneficiando ou prejudicando os processos fermentativos microbianos, sendo nesse último caso, capaz de reduzir a qualidade e a quantidade de energia disponível para a vaca em lactação em regime de pastejo intensivo. Logo, o desafio para a utilização eficiente da pastagem é o ajuste entre o programa de suplementação da pastagem e a disponibilidade da gramínea pastejada (Hoffman et al., 1993; Santos et al, 2007).
Segundo Van Soest (1994), o ambiente ruminal representa a relação entre o valor do pH, da concentração de nitrogênio-amoniacal (N-NH3, mg/dl) e da relação molar entre acetato e propionato (A:P) no líquido retículo-ruminal. Segundo Vasquez (2002), os parâmetros ruminais permitem conhecer em que condições se encontra o ambiente retículo-ruminal durante a fermentação do alimento ingerido.
Foi objetivo desse trabalho qualificar o efeito da quantidade crescente de suplemento concentrado sobre os parâmetros retículo-ruminais (pH, concentração de N-NH3 e relação molar entre acetato:propionato) de vacas mestiças pastejando gramíneas do gênero Urochloa (Brachiaria) sp.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido em propriedade particular de bovinos leiteiros no município de Leandro Ferreira, Minas Gerais, a cerca de 100 km a oeste de Belo Horizonte, latitude 19º 43’ S, longitude 45º 01’ O e altitude de 707 m. Foram utilizadas três vacas mestiças Holandês x Zebu, em lactação, canuladas no rúmen, com cânulas de borracha de 100 mm de diâmetro. As vacas estavam produzindo 8,2 Kg leite/dia, com mais de 240 dias em lactação, pesando 455 Kg.
Os animais experimentais foram distribuídos em um quadrado latino 3 x 3, com três períodos de 14 dias, sendo 7 dias para adaptação e outros 7 dias para amostragens. Os animais pastejavam piquetes mistos de Urochloa (Brachiaria) ruziziensis e Urochloa (Brachiaria) decumbens, com predomínio desta última. As vacas foram suplementadas com quantidades crescentes de alimento concentrado, cuja formulação, na matéria natural (MN) foi: 75,5% de fubá de milho, 22,5% de farelo de soja, 1% de ureia agrícola e 1% de calcário calcítico). Os tratamentos foram baseados na quantidade de suplemento ofertado por dia: 4,0; 6,0 e 8,0 kg/MN de concentrado1. Água à vontade.
As vacas experimentais foram ordenhadas duas vezes ao dia, sempre iniciando no mesmo horário, às 07h30min e às 16h00min, ocasião em que o alimento concentrado era fornecido, em duas quantidades iguais.
Foram feitas coletas individuais de líquido ruminal diretamente no rúmen (saco ventral), utilizando-se tecidos individuais de algodão para extração e filtros individuais para filtragem do líquido. Essa coleta foi feita nos seguintes horários, referente ao primeiro arraçoamento na ordenha da manhã: 0 (minutos antes do primeiro arraçoamento e da ordenha diurna), 1, 3, 5, 9, 10, 12, 14, 17 e 24 horas, totalizando 10 amostras, divididas em três subamostras. Para cada tempo de coleta, as três vacas experimentais foram deslocadas em conjunto do piquete para o curral, onde todo o procedimento de coleta do líquido ruminal foi realizado (durante o deslocamento). Do momento de saída das vacas do piquete até seu retorno, passando pela coleta de líquido ruminal, o tempo médio de operação foi de 25 minutos. Este procedimento foi realizado para fins de simular o deslocamento das vacas em lactação da propriedade rural e garantir o máximo de semelhança com o manejo da propriedade.
A primeira subamostra foi utilizada para imediata leitura de pH, em potenciômetro digital portátil, pHTek®, com variação de 0,1, e continuamente ajustado para padrão pH 4,0 e 7,0 a cada nove leituras. A segunda subamostra foi acidificada em ácido metafosfórico 25% (2 mL para cada 10 mL de líquido ruminal) e congelada (-5ºC). Após descongelamento em temperatura ambiente, a subamostra foi centrifugada e analisada em cromatografia gasosa para concentração molar (mM) total e individual dos ácidos graxos voláteis (acetato, propionato, butirato), utilizando aparelho de cromatografia gasosa GC-17A SHIMADZU. A relação molar acetato:proprionato (A:P) foi determinada pela razão da concentração molar (mM) no líquido ruminal de acetato pela de proprionato. A terceira subamostra foi acidificada em H2SO4 50% v/v (1,0 mL de H2SO4 50% para 50 mL de amostra de líquido) e congelada (-5ºC). Após descongelamento, foi feita a determinação da concentração de nitrogênio amoniacal no líquido ruminal (mg/dL N-NH3).
O delineamento utilizado foi o Quadrado Latino 3 x 3, em esquema de parcelas subdivididas, estando nas parcelas os tratamentos (quantidade de suplemento concentrado) e nas subparcelas os tempos de coleta de líquido ruminal. A equação matemática para ajuste das variáveis medidas pode ser observada a seguir:
As médias das variáveis testadas foram analisadas pelo programa Sisvar (DEX/UFLA), Versão 4.6, Build 62 (2003), utilizando o seguinte critério: 1) Teste t de “Student” quando as médias foram comparadas entre os tratamentos, para um mesmo tempo de coleta e 2) Teste SNK “Student-Newman-Keuls” quando se desejou comparar as médias dentro de um mesmo tratamento, mas entre tempos de coleta diferentes. Os testes para comparações múltiplas foram analisados para um α = 0,05.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A análise de variância não mostrou efeito (P>0,05) da interação tempo x tratamento para as variáveis medidas do ambiente retículo-ruminal (pH, N-NH3, e relação A:P). Logo, os dados serão analisados e interpretados a partir dos valores médios e de suas respectivas significâncias.
Os valores de pH no líquido ruminal de vacas mestiças em lactação manejadas em condições de pastejo em Urochloa (Brachiaria) e suplementadas com quantidades crescentes de concentrado, encontram-se na Tabela 1.
Ao longo de um período de 24 horas, podem ser observadas variações nos valores de pH relacionados ao momento do fornecimento de suplemento. Os maiores valores de pH foram observados nos tempos 9 e 10: 6,74 e 6,72, respectivamente. Para o primeiro período de fornecimento do suplemento concentrado (entre 0 e 5 horas), o pH não foi diferente (P>0,05) entre os tratamentos, variando entre 6,51 a 6,59, o que não foi verificado para o segundo período de suplementação (entre 9 e 24 horas). Três horas após o segundo fornecimento de suplemento concentrado, o pH reduziu para seu menor valor (9 horas: 6,74; 12 horas: 6,47; P<0,05), mantendo-se baixo (P<0,05) por outras seis horas (14 horas: 6,42; 17 horas: 6,48), mas voltando ao valor original (0 hora) no tempo 24 horas: 6,64 (P>0,05). Portanto, para os valores médios observados de pH, pode-se afirmar que o nadir (menor valor) foi com três horas após o fornecimento de suplemento.
Tabela 1: Valores de pH no líquido ruminal para vacas em lactação em função da quantidade de suplemento concentrado ofertado, na matéria natural (kg MN)*
Analisando os valores médios de pH entre os tratamentos, observou-se que o aumento na quantidade de suplemento concentrado ofertado foi acompanhado de redução significativa no pH do líquido retículo-ruminal, sendo os valores para os tratamentos com 4, 6 e 8 Kg MN/vaca/dia de 6,67; 6,59 e 6,43, respectivamente (P<0,05). Os resultados estão dentro da faixa de variação mencionada por Campos et al. (2007) entre 5,9 a 6,4 para vacas em pastejo de gramíneas tropicais.
Ao longo de um período de 24 horas de estudo, não foi observada redução do pH do líquido retículo-ruminal abaixo do limite crítico de 6,1 mencionado pela literatura (Chesson e Forsberg, 1988) como inibidor de bactérias celulolíticas.
Vasquez (2002) suplementou novilhas da raça Holandês, pastejando Panicum maximum cv. Tanzânia, com 0; 300 e 900 g/dia de MN de concentrado (fubá de milho, polpa cítrica, farinha de mandioca, melaço em pó). Os valores de pH relatados pelo autor foram, respectivamente, 6,4; 6,4 e 6,3. Patrizi (2004) suplementou a pastagem de Pennisetum purpureum (cv. Napier) com 9 kg/dia de MN de concentrado para vacas leiteiras mestiças Holandês x Zebu. Mota et al. (2010) trabalharam com vacas suplementadas com 2,7 e 5,4 kg/dia MS de concentrado em pastejo de Cynodon dactylon cv. “coastcross” e obtiveram variação de pH ruminal entre 6,4 a 6,9. Em sua revisão, Reis e Sousa (2008) mencionaram média de pH ruminal para vacas leiteiras a pasto e suplementadas por alimento concentrado de 6,4. Todos os valores acima mencionados estão próximos do pH médio relatado pelo presente experimento (6,6).
Goularte et al. (2010) testaram diferentes níveis de concentrado (30, 40, 50 e 60% da dieta, dietas isoproteicas) em vacas canuladas e reportaram que o pH ruminal médio foi relativamente estável entre os tratamentos (6,71; 6,64; 6,63; 6,69 para os níveis crescentes), indicando que os incrementos de concentrado avaliados não levaram a reduções pronunciadas do pH capazes de comprometer a fermentação celulolítica.
No trabalho de Mota et al. (2010), que avaliou o efeito do aumento do nível de concentrado (referência a 25%, 50% e 75% concentrado nas dietas em experimentos com bovinos), os autores relataram redução do pH ruminal à medida que a proporção de concentrado aumentou, citando variação de pH de 6,83 (maior proporção volumoso) até 5,51 (maior proporção de concentrado) em testes comparativos. Esse decréscimo linear do pH com o aumento da fração de concentrado ilustra que dietas com alta participação de concentrado podem sim afetar o ambiente ruminal a ponto de reduzir a atividade celulolítica, dependendo do nível e da composição do concentrado.
Observa-se que os valores de pH, após o fornecimento de concentrado no período da tarde (9 horas), apresentaram resultados relativamente mais baixo quando comparados àqueles após o fornecimento da manhã (0 horas). Segundo Reis (1998) e Reis e Combs (2000), durante o período diurno a taxa fotossintética das plantas é alta, induzindo aumento progressivo de carboidratos facilmente fermentados na MS da planta pastejada, como a sacarose. Como a concentração destes carboidratos na planta é maior durante o pastejo da tarde em relação ao mesmo pastejo da manhã, é natural que o maior consumo de açúcares facilmente fermentados pelo animal durante o período da tarde induzisse maior redução no pH durante este período no rúmen.
Outra explicação foi comentada nos trabalhos do NRC (2001) e de Krause e Combs (2003). Segundo os autores, durante o período da manhã, o rúmen está mais cheio, havendo maior proporção de alimento volumoso que de alimento concentrado recémingerido, mesmo com base em MS. No período da tarde, o rúmen está mais vazio e quando o animal consome concentrado, há maior proporção de MS deste alimento que de volumoso. Logo, o maior conteúdo durante o período da manhã promove efeito tampão ou de diluição, reduzindo a produção de ácidos graxos por unidade de tempo, prevenindo a redução abrupta no pH neste período em relação ao período correspondente da tarde.
Os valores de nitrogênio amoniacal (N-NH3) no líquido ruminal de vacas mestiças em lactação manejadas em condições de pastejo em Urochloa (Brachiaria) e suplementadas com quantidades crescentes de concentrado encontram-se na Tabela 2.
Tabela 2: Concentração de nitrogênio amoniacal (N-NH3, mg/dL) no líquido ruminal em função da quantidade de alimento concentrado ofertado, na matéria natural (kg MN)*
Os maiores valores (P<0,05) foram observados uma hora após a suplementação, tanto no primeiro quanto no segundo momento de fornecimento do alimento concentrado, ou seja, 20,95 mg/dL (1 hora) e 22,50 mg/dL (10 horas), lembrando que são dados médios sob análise. Os tempos de 0, 5, 9, 14, 17 e 24 horas apresentaram os menores valores: 9,24; 10,52; 9,61; 10,15; 7,87 e 8,23 mg/dL, respectivamente, não diferenciando entre si (P>0,05). Os tempos 3 (14,54 mg/dL) e 12 horas (14,36 mg/dL) apresentaram valores intermediários, mas diferentes (P<0,05) em relação aos outros tempos.
A concentração média de N-NH3 no líquido ruminal para o tratamento com 8 kg/dia de concentrado suplementado foi superior à média do tratamento com 4 kg/dia (15,04 x 11,09 mg/dL, P<0,05), sendo que a concentração observada para 6 kg/dia intermediária (média de 12,27 mg/dL, P>0,05). Essas diferenças podem ser explicadas pelo consumo crescente de proteína bruta (g/dia de PB) com o aumento da quantidade de concentrado suplementado. A concentração de N-NH3 no retículo-rúmen neste experimento ficou dentro da amplitude considerada ótima, ou seja, entre 5 mg/dL (para máxima fermentação microbiana) e 23 mg/dL (máxima síntese microbiana) (Franco et al., 2002), mas abaixo da faixa apresentada por Campos et al. (2007) para vacas em pastejo de gramíneas tropicais: entre 26 a 28 mg/dL.
Patrizi (2004) observou valores médios de 19,9 mg/dL, em vacas suplementadas com 9 kg/dia de MN de concentrado. Na revisão de Reis e Sousa (2008), os autores mencionaram valor médio de N-NH3 para vacas a pasto e suplementadas com alimento concentrado de 19,1 mg/dL, valores mais elevados que a média geral deste experimento: 12,8 mg/dL. Uma possível explicação para a menor concentração potencial de N-NH3 relatada nesse experimento em relação à maioria da literatura consultada foi a concentração de PB no alimento volumoso pastejado. Enquanto nesse experimento as vacas pastejaram um volumoso com média de 11,5% PB, no experimento de Benedetti (1994), Vasquez (2002) e Campos et al. (2007), a média de PB dos alimentos volumosos utilizados foi de 14,0%. Corroborando com esta discussão está o trabalho de Mota et al. (2010), que encontraram valor de N-NH3 variando de 6,2 a 10,9 mg/dL, próximos aos deste experimento, pois trabalharam com pasto de “coastcross” (11,7% de PB).
Segundo Goularte et al. (2010), em dietas isoproteicas e com proporções de concentrado de 30, 40, 50 e 60% na MS), as concentrações médias de N-NH₃ observadas foram 37,40; 39,62; 35,59 e 34,13 mg/100 mL de líquido ruminal para os quatro níveis, sem tendência única de aumento com maior concentrado, possivelmente em função do caráter isonitrogenado das dietas e da diferença na composição lipídica entre tratamentos. Tais resultados são muito maiores que os observado neste experimento, provavelmente pelo maior consumo de proteína bruta dos animais experimentais do pesquisador. O estudo de Gutierrez et al. (2018), realizado com vacas mestiças em pastagens tropicais, demonstrou que a suplementação aumentou a ingestão e retenção de nitrogênio, elevando a eficiência de utilização do N e reduzindo proporcionalmente a excreção urinária. As concentrações ruminais de N-NH₃ permaneceram dentro da faixa ideal (8–12 mg/dL), indicando boa sincronização entre oferta de proteína degradável e fermentação (Satter e Slyter, 1974).
A relação molar entre o acetato e o propionato (A:P) no líquido ruminal de vacas mestiças em lactação manejadas em condições de pastejo em Urochloa (Brachiaria) e suplementadas com quantidades crescentes de concentrado, encontram-se na Tabela 3.
Tabela 3: Relação molar acetato:propionato (A:P) no líquido ruminal para vacas em lactação em função da quantidade de alimento concentrado ofertado, na matéria natural (Kg MN)*
A média da relação molar A:P no tempo de 3 h (3,55) foi maior (P<0,05) que no tempo de 14 h (2,81). Nos tempos remanescentes, os valores foram intermediários (P>0,05), não diferindo para os dois tempos acima citados: 0 (3,16); 1 (3,37); 5 (3,06); 9 (3,26); 10 (3,12); 12 (3,07); 17 (2,96) e 24 (3,18). Não foi observada diferença para a relação molar média entre os tratamentos (P>0,05), sendo de 3,33; 3,23 e 2,91 para aqueles com suplementação de 4, 6 e 8 Kg concentrado/vaca/dia, respectivamente.
Trabalhando com novilhas mestiças Holandês x Zebu em pasto de Panicum maximum cv. Tanzânia, Vasquez (2002) reportou relação molar A:P de 3,5, 3,4 e 3,1 respectivamente para os tratamentos controle e suplementados com 300 e 900 gramas de um suplemento energético. Portanto, a média obtida neste experimento (3,2) encontra-se próximo da faixa de variação de resultados nacionais mencionadas por Campos et al. (2007) e Reis e Sousa (2008) de 3,0 + 0,3. Resultados muito próximos também foram obtidos na literatura estrangeira. Reis e Combs (2000) e Bargo et al. (2003), mencionaram resultados médios de 3,3 e 3,1, respectivamente.
No experimento de Chapaval et al. (2008), doze fêmeas bovinas, não lactantes e não gestantes, dotadas de cânulas ruminais distribuídas foram distribuídas em blocos casualizados. Estes animais foram alimentados à vontade com feno Russel grass (Cynodon sp) e concentrados nas proporções de 25%, 50% ou 75% com base na matéria seca. Com relação ao tempo de amostragem, observa-se que as diferenças entre tratamentos para a relação acetato: propionato estão mais pronunciadas a partir das 8 horas após administrar a primeira refeição, e variaram (na média) entre 2,98 (75% de concentrado) até 6,04 (25% de concentrado). No tempo, assim como nesse experimento, os menores valores de relação A:P foram obtidos após o tempo de 3 a 6 horas, mostrando redução da relação A:P após a refeição.
CONCLUSÃO
A adição crescente de alimento concentrado proteico-energético para vacas em lactação sob pastejo de gramínea do gênero Urochloa (Brachiaria) sp. provocou flutuações nas variáveis retículo-ruminal de pH, N-NH3 e relação molar acetato:propionato, mas não foram consideradas hostis à microbiota, não havendo redução no valor de pH abaixo do valor crítico de 6,1 de inibição da fermentação da celulose ou déficits de nitrogênio.
AGRADECIMENTO
Os autores agradecem a equipe PRODAP pelas instalações físicas que permitiram a execução desse projeto, bem como pelo financiamento dele.
189% de matéria seca, 19,8% de proteína bruta, 24,2% de fibra em detergente neutro corrigido para nitrogênio, 52% de carboidratos não fibrosos, 1,4% de extrato etéreo e 2,6% de matéria mineral.
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1 Graduando em Medicina Veterinária pelo Centro Universitário de Belo Horizonte – UNIBH.
2 Médico Veterinário, Professor Nível III. Doutor. Núcleo de Ciências Agrárias e Meio Ambiente, Centro Universitário de Belo Horizonte – UNIBH. Parte integrante da tese de doutorado do referido autor. E-mail: sousa.brenomourao@yahoo.com.br.
3 Médico Veterinário, Professor. Doutor. Departamento de Zootecnia da Escola de Veterinária da UFMG.
*Autor para correspondência: E-mail: antoniogabrielrichard6@gmail.com