Adubação x Qualidade da Pastagem – Carboidratos 2/5

Os carboidratos desempenham funções associadas a diversos processos metabólicos como transferência e armazenamento de energia, e quantitativamente são os principais componentes da parede celular das plantas (ANTUNES et al., 2011). Esses nutrientes são classificados como estruturais (celulose, hemicelulose) e não estruturais (sacarose, glicose, frutose, amido, pectina).

Nos ruminantes os carboidratos fibrosos, ou estruturais, são fundamentais para o atendimento das exigências de energia, manutenção da saúde do animal, síntese de proteína microbiana e de componentes do leite. A fibra representa a fração de carboidratos dos alimentos de digestão lenta ou indigestível, e dependendo de sua concentração e digestibilidade, impõe limitações sobre o consumo de matéria seca (NUSSIO et al, 2011).

O uso de técnicas adequadas permite às plantas forrageiras tropicais de ciclo fotossintético C4, produzirem acima de 60 toneladas de matérias seca por hectare (DRUMOND; AGUIAR, 2005). A grande produção de biomassa exige uma estrutura de sustentação mais resistente, com isto o teor de fibra, principalmente lignina, é mais elevada em plantas C4 em ralação às do grupo fotossintético C3. Essa progressão ocorre em detrimento do conteúdo celular e componentes de boa digestibilidade, como os carboidratos não estruturais (CNE) e proteína (VAN SOEST, 1994).

Pastagens tropicais, logo, se caracterizam por serem menos digestíveis para ruminantes em função da alta incorporação de fibra na matéria seca. Entretanto, a adubação associada ao manejo da pastagem possibilita aos pastos tropicais valores de fibra insolúvel em detergente neutro (FDN) semelhantes aos de plantas temperadas, fotossíntese C3 (DANES, 2010).

A FDN é uma forma de expressar o total de fibra das plantas e é composta por hemicelulose, celulose e lignina, que apresentam lenta taxa de digestão. Dos constituintes da FDN, a hemicelulose é a que apresenta maior digestibilidade ruminal, seguida pela celulose. Já a lignina é indigestível pela microbiota do rúmen, contudo este tipo de fibra está diretamente correlacionada com a digestibilidade “in vitro” da matéria seca (VAN SOEST, 1994).

O alto volume ocupado no rúmen pela fração fibrosa das forragens, aliando as características de baixa densidade e degradação lenta, quando relacionada ao conteúdo celular, limita o consumo pelo enchimento ruminal. Nesse contexto a FDN assume papel central uma vez que o consumo é o principal responsável pelo desempenho animal em sistemas pastoris (REIS; DA SILVA et al., 2011). Entretanto é importante enfatizar que uma maior facilidade de hidrólise da FDN pode favorecer seu desaparecimento no rúmen, reduzir o enchimento físico e permite o maior consumo voluntário de alimentos. A hidrólise da FDN é elevada com a redução da concentração de lignina (NUSSIO et al., 2011).

Estudos mostram que a adubação nitrogenada implicou em leve redução do teor de FDN. Em ampla revisão de 19 experimentos onde se computou a fibra insolúvel em detergente neutro, nove apresentaram queda linear da FDN, em quatro os valores não foi alterado e seis não seguiram nenhuma tendência de aumento ou queda com aplicação progressiva de N, podendo haver influência de erros experimentais (FABRICIO et al., 2010; REIS et al., 2013; RODRIGUEZ, 2012).

Van Soest, (1994) sugeriu que a FDN seja abaixo de 60% da matéria seca (MS) nas forragens, para que não venha a limitar o consumo pela expansão do rúmen. Essa situação foi observada por Souza et al. (2006) e Fabricio et al. (2010), quando agregaram mais fertilizante nitrogenado no manejo das cultivares, de Panicum maximum, Atlas, Massai e Tobiatã, e ainda por Henriques et al. (2007), cultivando Setaria anceps.

A lignina localiza-se principalmente na lamela média, onde é depositada durante o enrijecimento do tecido vegetal, tornando mais firme a estrutura da celulose. A lignificação da parede celular é um processo oneroso para os vegetais, desta maneira o rápido crescimento diminui a lignificação (ANTUNES et al., 2011).

Reis et al. (2013) e Rodriguez (2012), corroboraram essa afirmação ao identificarem alteração na lignificação com elevação da produção de MS em Brachiaria brizantha, havendo diminuição da lignina de 3,23 para 2,66% e 4,40 para 3,59%, quando a dose de N mudou de 0 para 350 kg/ha/ano e 50 para 300 kg/ha/ano, nas respectivas investigações. Todavia, VIANA et al. (2011) esclareceram que a adubação nitrogenada máxima de 300 kg/ha/ano, não teve implicação sobre a lignina, que manifestou média de 5,78% da MS no Brachiaria decumbens.

Na FIGURA 1 pode-se observar a elevação da DIVMS (Digestibilidade “in vitro” da matéria seca) com influência das doses de N. Oliveira et al. (2011), presenciaram que as taxas de N na adubação anual responderam por 80% das variações na DIVMS. Rodriguez (2012), validou esse conceito ao indicar que a digestibilidade “in vitro” da FDN somou em média 2,1 pontos percentuais (54,4% x 56,5%), comparando os tratamentos com 50 contra 600 kg/ha/ano de N, nos capins Marandu e Mombaça.

  

Figura 6 - Efeito da adubação nitrogenada sobre a digestibilidade “in vitro” da matéria seca (DIVMS em % da MS).

Fonte: Adaptado de FRANÇA et al., 2007; OLIVEIRA  et al., 2011; RODRIGUEZ, 2012.

Lançanova (1991), sugeriu que o incremento de uma unidade percentual na digestibilidade da dieta resulta no aumento de 100 kg de leite por lactação e para compensar a redução de um ponto percentual da digestibilidade da MS de forragem é necessário cerca de 0,6 kg de concentrado por dia para cada vaca em lactação. Avaliando a curva de DIVMS apresentada (FIGURA 1), a adubação com nitrogênio para quantia de 102 kg/ha/ciclo (nível econômico) resultaria no acréscimo de 2,5% de DIVMS, ou seja, economia de 1,5 kg de concentrado por vaca diariamente ou 457,5 kg de leite a mais no decorrer da lactação (305 dias).

A correlação da PB com a FDN e o efeito deste último na DIVMS e consumo de MS (CMS) foram confirmados por Soares et al. (2004), que examinaram a composição bromatológica e consumo de capim-elefante (Pennisetum purpureum cv. Napier) picado e fornecido no cocho para vacas em lactação. Para estes cientistas quanto maior a FDN, variando de 62,99; 65,50 e 70,12% da MS, o teor de PB reduz, apresentando 11,37; 10,49 e 9,09%, tem-se também redução da DIVMS 58,70; 57,71 e 55,16%, reduzindo consequentemente o CMS 1,90; 1,80 e 1,70% do peso vivo, respectivamente.

O nitrogênio aplicado às plantas eleva a concentração de proteína na MS, em detrimento da FDN. E o acúmulo de produtos nitrogenados, promove diluição da fração de parede celular incrementando a digestibilidade. O crescimento acelerado das pastagens que recebem adubação aumenta também a digestibilidade por adicionar componente de maior degradação ruminal, a hemicelulose. A redução da FDN e maior DIVMS promove o consumo, que por sua vez alavanca o desempenho.

Carboidratos não estruturais

Os carboidratos não estruturais (CNE), representados pela sacarose, glicose, frutose e amido, são mais prontamente digestíveis pela microbiota ruminal. O alto poder fermentativo destes, em relação aos carboidratos estruturais, os garantem como boas fontes energéticas. Carboidratos não estruturais atuam em processos bioquímicos diversos, principalmente como fonte de energia ou cadeias de carbono. São representados pelas frações de carboidratos contidas dentro das células e em maior concentração armazenados em estruturas de reservas. A acumulação de carboidratos solúveis nos tecidos das plantas ocorre quando, a taxa de formação de glicose, durante o processo fotossintético excede a quantidade necessária ao crescimento e respiração (ANTUNES et al., 2011).

As plantas forrageiras, mesmo em plena fase de crescimento, armazenam material de reserva na raiz e base do colmo para garantir sua sobrevivência em caso de estresse (CECATO et al., 2001). Sabe-se que as gramíneas tropicais acumulam pouco CNE em condições de nitrogênio (N) limitante. O acúmulo dos carboidratos solúveis pode ser atribuído ao alongamento da lamina foliar, em decorrência da maior idade do vegetal e de doses de N, proporcionando ampliar a produção de fotoassimilados, que são translocados para os tecidos de reserva. Entretanto, se a altura de pastejo ou do corte for drástica e não favorecer a manutenção de um índice de área foliar mínimo ocorrerá gasto dos carboidratos de reserva em busca de estabelecer um novo estande de folhas, a partir do qual começaram a produzir fotoassimilados deixando-a de ser dreno para atuar como fonte de CNE (RODRIGUES, 1984).

A prática de fornecer fertilizantes para a pastagem conciliada com colheitas não frequente resulta em aumento nos teores de carboidratos de reserva. Vantini et al. (2005), encontram maior efeito, sobre o aumento de CNE, correlacionado com a idade da planta em vista do nível de adubação com N, sendo que as duas variáveis foram positivas em promover a quantidade de CNE, na base do colmo e nas raízes.

Em contraponto, estudos realizados por Rodrigues et al. (2005), mostraram que a aplicação de fertilizantes promove perdas nos teores de CNE do Brachiaria decumbens, e atrelado a este feito apuraram acréscimo na produção de MS. Os autores indicaram que a adubação nitrogenada acarreta redução das reservas porque estimula o crescimento, mobilizando os compostos acumulados nos diversos órgãos.

Os carboidratos de reserva são de grande importância para as plantas forrageiras na sua recuperação após o corte ou pastejo, desta maneira desfolhas constantes reduzem a concentração de CNE. Contudo, deve ser satisfeita a condição para armazenamento dos carboidratos de reserva, que são utilizados pela planta como nutrientes para a sua manuteção e o desenvolvimento de futuros perfilhos e raízes. Então, um bom manejo atrelado à adubação torna-se importante para a recuperação e produção das plantas forrageiras, como também aumento dos CNE que são fontes de energia prontamente digestível para os animais.

Este texto foi extraído de:

RABELO, D. M. L. Efeito da adubação na qualidade da pastagem e no desempenho de bovinos. Monografia (Pós-graduação em Nutrição e Alimentação de Ruminantes) – Faculdades Associadas de Uberaba, FAZU, Uberaba, 15 f. 2016.

Adubação x Qualidade da Pastagem – Proteína 1/5

Este é o primeiro artigo de uma serie de cinco que discorreram sobre a o benefício indireto da adubação de pastagem sobre a qualidade da forragem. Nos dois últimos artigos da série abordaremos o efeito da adubação no desempenho animal. Neste artigo será discorrido sobre o teor de proteína bruta e produção de biomassa.

A intensificação do sistema de produção baseado em pastagens permite bom resultado produtivo. Nesse processo, o homem como manejador consegue interferir-nos vários fatores naturais que interagem entre si, clima-solo-planta-animal, potencializando a produtividade ao eliminar condições não desejáveis. Da interação solo-planta-animais surgem situações especificas, como a correção da fertilidade do solo, que podem influenciar a oferta de nutrientes provenientes do solo para as plantas e destas aos animais (CORSI, 1994). Entende-se que ao deixar a forragem bem nutrida, o homem, estará proporcionando isto também para o animal ao consumir esta pastagem. Contudo, os animais mantidos em pastagens fertilizadas são menos dependentes de suplementação, seja proteico-energética e até mesmo mineral (DANÉS, 2010; SILVA, 2005).

A literatura dispõe de uma vasta gama de estudos demonstrando que a produção forrageira é fortemente incrementada pela correção da fertilidade do solo. No entanto, são poucas as investigações direcionadas a medir o ganho individual dos animais que se alimentam de pastagem adubada. Em virtude disso objetivou-se no presente trabalho revisar em estudos científicos o efeito da adubação sobre a qualidade da forragem e o desempenho de bovinos criados a pasto.

Proteínas são macromoléculas, formadas por estruturas menores, chamados aminoácidos, presentes nas células com funções diversas como, componentes estruturais, armazenamento de informações genéticas, recepção de estímulos hormonais, funções enzimáticas, energéticas e hormonais. Alguns aminoácidos o corpo animal é capaz de produzir, são conhecidos como não essenciais, outros são necessários que sejam obtidos através dos alimentos, chamados de essenciais. A proteína é um nutriente de alto impacto no desempenho produtivo dos animais (SANTOS; PEDROSO, 2011).

O nitrogênio (N) faz parte das proteínas, e é demandado em grandes quantias pela planta, atuando também no metabolismo, na estrutura vegetal e síntese de clorofila. Este elemento é o principal constituinte das proteínas, e compõe, em média 16% destas moléculas, logo o teor de N na dieta interfere diretamente no equilíbrio da microbiota ruminal, que depende deste para produzir proteína microbiana. Pela sua participação na molécula de clorofila, o nitrogênio interfere diretamente no processo fotossintético e consequentemente na produção de biomassa (MALAVOLTA, 1980).

O potássio (K) é o cátion em maior concentração nas plantas, portanto apresenta relevantes funções fisiológicas e metabólicas como ativação de enzimas, fotossíntese, translocação de assimilados, absorção de nitrogênio e síntese protéica. Em vista da alta demanda torna-se limitante em sistema de utilização intensiva do solo. Segundo Primavesi et al. (2006), a adubação nitrogenada tem, muitas vezes, apresentado respostas produtivas abaixo das esperadas, em virtude dos inadequados níveis de potássio, que por ser demandado em altas concentrações, assim como o nitrogênio, acaba por limitar a produção de massa pela forragem, quando este nutriente não é suprido adequadamente.

O fósforo (P) está presente nas plantas, principalmente na forma de ortofosfato e sua principal função é no transporte de energia, para as atividades metabólicas. De maneira análoga ao nitrogênio ao fazer parte da clorofila e proteínas, o fósforo é necessário para que ocorra a síntese protéica e a ativação de uma série de enzimas, e consequentemente na produção de massa pelos vegetais (MARSCHNER, 1995). Patês et al. (2008), descreveram que a ausência de P na adubação limitou a produção de matéria seca (MS) e proteína bruta (PB) do capim-tanzânia em casa de vegetação.

O enxofre (S) é requerido pelas plantas para a síntese de proteínas, haja vista que faz parte da estrutura de dois aminoácidos essenciais, metionina e cisteína, os quais podem center cerca de 90% do total de enxofre na planta e estes aminoácidos compõe todas as proteínas dos seres vivos (MALAVOLTA, 1980). Vitti et al. (1986) também citaram que o enxofre faz parte de compostos relacionados a sabores e odores, importantes na aceitabilidade e consequentemente consumo da forragem pelos animais.

A deficiência de S nos solos compromete o desenvolvimento e a qualidade das forrageiras (RODRIGUES, Rosane et al., 2005). Nada obstante, alguns autores excluem a adubação sulfatada ao avaliar o potencial da produção de PB com a melhora na fertilidade do solo, limitando em partes, o acúmulo de PB na planta pela deficiência de S. Todavia, Costa et al. (2010), obtiveram aumento linear na extração de S ao nutrir melhor a planta com N.

Nitrogênio é o elemento mais demandado para a resposta de plantas forrageiras, porém ao realizar apenas adubação nitrogenada os demais nutrientes passam a ser limitantes, conforme a lei do mínimo proposta por Liebig em 1843 (RAIJ, 1991). O aumento na produção da forragem, em resposta à fertilização com N, implica também na aplicação de outros nutrientes, como potássio e fósforo, além da adoção de práticas adequadas de manejo (ANDRADE et al., 2000). No entanto, Primavesi et al. (2008), não observaram variação na PB com doses crescentes de fósforo (0 até 210 kg/ha/ano de P2O5) e potássio (0 até 300 kg/ha/ano de K2O) associado à fertilização nitrogenada, de modo que a PB média geral foi 15,1%, onde as dose de N  (0 até 300 kg/ha/ano de N) foram significativas (nível de 1%) em aumentar a PB.

Desta forma, nas pesquisas revisadas as doses de potássio e fósforo foram proporcionais às análises de solo e à fertilização nitrogenada. Mas devido à dificuldade comparativa dos três ou apenas dois elementos em conjunto o teor PB será estudado em função das doses de nitrogênio, assim como os demais comparativos, nos próximos artigos, sobre a variação da adubação neste estudo.

A fonte do fertilizante nitrogenado foi indicado, por Primavesi et al. (2004), como influenciador do percentual de PB da forragem. Os pesquisadores constataram aumento na média de PB em 11,4% (14,7% x 13,2%) quando usou nitrato de amônio em substituição da uréia. De acordo com os autores, o aumento de proteína bruta possivelmente está relacionado com a perda de amônia (NH₃) por volatilização da uréia, já que no nitrato a participação da NH₃ é menor. Em vista dessa variação, padronizou-se avaliar trabalhos que usaram uréia com fonte de nitrogênio.

Os resultados da análise de regressão (FIG. 1) revelaram efeito quadrático positivo das doses de N sobre a produção de PB, ou seja, no início da curva o aumento de PB é linear, porém com taxas maiores de N observa-se pouco incremento de proteína bruta. Pela equação de regressão a PB alcança 20,6%, com taxa de N acima de 220 kg/ha/ciclo, onde o ciclo corresponde ao espaço de tempo entre dois cortes da forragem.

Figura 1: Efeito da adubação nitrogenada no teor de proteína bruta (%) de forragens tropicais.

Salienta-se que o teor de PB nas cultivares estudadas sem adubação nitrogenada, ainda que contemplando boa disponibilidade de água no solo, ficou próximo de 7%, nível crítico para o atendimento das necessidades nutricionais da microbiota dos ruminantes, conforme Minson et al. (1994). Os autores afirmaram que teores de PB abaixo deste limite ocasiona queda na ingestão de matéria seca pelos animais, devido à carência de nitrogênio aos microrganismos ruminais. Com isso, se obtêm resultados com suplementação proteica mesmo durante o período das águas em pastagens cultivadas em solos de baixa fertilidade (RESENDE et al., 2011).

Segundo Oliveira et al. (2011), a proporção de PB na matéria seca do capim-coastcross (Cynodon dactylon), incrementou com altas doses de nitrogênio, quando não houve limitação de água no solo, onde a PB atingiu 24,2% com adubação de 400 kg/ha/ano de N e 28 dias de intervalos entre ciclos. Com essas mesmas condições Henriques et al. (2007), contabilizaram 25,2% de PB%, em Setaria sp. Estudos também relatam teores acima de 18% de PB em pastagens dos gêneros Panicum e Brachiaria (SOUZA et al., 2006; ALVES et al., 2008). A maior taxa de adubação nitrogenada e menor frequência de colheitas melhora a relação de folhas/caules, sendo que as folhas são mais ricas em PB. Altas doses de adubação nitrogenada nem sempre resultam em acréscimo de PB, dado que o N também é eficiente em aumentar a produção de matéria seca, ocorrendo diluição da PB (VIANA et al., 2011).

A adubação nitrogenada contribui com a elevação do nitrogênio não proteico (NNP), correspondente à fração A, segundo a classificação de Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) para proteína bruta. Ao encontro que as frações associadas à parede celular, B3 e C, proteína de degradação lenta e indigestível respectivamente, reduziram sua participação na PB. Ademais, as pesquisas evidenciaram pequenas alterações das frações de digestão ruminal rápida e intermediaria, respectivamente B1 e B2, quando a planta foi adubada (HENRIQUES, et al., 2007; JONHSON et al. 2001). Intervalos entre ciclos longos restringem o NNP e aumentaram a participação das frações B3 e C (HENRIQUES, et al., 2007). Contudo, a adubação e o ponto de colheita da pastagem permitem aumentar a PB aproveitável pelos ruminantes (FIG. 2).

Figura 2 - Efeito da adubação nitrogenada nas frações da proteína bruta (% da PB) dos capins Tifton 85 e Grama Estrela.

O resultado encontrado por Jonhson et al. (2001), demonstrado na FIG. 2, confirma o fato das plantas terem capacidade de absorver mais nutrientes que suas necessidades, é o chamado consumo de luxo. A planta, na presença abundante de nutrientes no solo, armazena os mesmos no vacúolo na sua forma mais simples, nitrato (NNP) ao invés de proteínas, como estratégia para serem usados em possível situação de estresse. Quando ocorre o consumo de luxo pelas culturas, há possibilidade de perdas econômicas, pois o produtor pode ter investido para que o aumento destes teores fosse efetivado por meio de aplicação de fertilizantes e corretivos, assim, se a planta apresentar concentrações superiores de nutrientes sem crescer a produção, significa ineficiência produtiva (PRIMAVESI, et al., 2004).

Primavesi, et al. (2006), notificaram, em capim-marandu, aumento expressivo de nitrato (706 mg/kg MS) na dose de 200 kg/ha/ciclo de N em comparação com as demais taxas, 0; 50 e 100 kg/ha que apresentaram respectivamente, 223; 302 e 276 mg/kg MS de nitrato nas folhas. Os mesmos autores indicaram que o K aumenta a eficiência de uso do N com a maximização da produção de massa, baixos teores de K proporciona aumento da concentração dos compostos de N solúvel nas plantas.

A alta variação na produção de forragem entre os experimentos fez com que ocorresse muita dispersão dos dados (R2 38,00%). Apesar disso, denota-se nas pesquisas analisadas a tendência da curva (FIG. 3) de estabilidade da produção mesmo com doses nitrogenadas crescentes, ou seja, a eficiência de uso do N é menor para doses mais expressivas. No caso desta análise em especifico a curva de regressão indica que a máxima forragem acumulada (FA) em MS é 2443,3 kg/ha/ciclo, ao nível de 173,6 kg/ha/ciclo de N (FIG. 3). Contrariando essa informação, fertilizando com até 200 kg/ha/ciclo de N Primavesi, et al. (2004) e Primavesi, et al. (2006), observam produção de massa seca, dos capins Marandu e Coastcross, de 3082 e 3448 kg/ha/ciclo, respectivamente.

  

Figura 3 - Efeito da adubação nitrogenada na produção de massa de forragem acumulada - FA (kg MS produzida no ciclo por kg N aplicado).

Verifica-se, através dos dados exposto na FIG. 03, que a produção da cultura não aumenta proporcionalmente com as dosagens do adubo utilizado, logo o acréscimo não é proporcional ao incremento do fator de produção, sendo neste caso o fertilizante nitrogenado. Em vista disso, um rendimento equivalente a 90% da produção máxima (2199,0 kg/ha/ciclo de MS) é considerado o nível econômico e foi conseguido com a aplicação nitrogenada de 102,2 kg/ha/ciclo, havendo redução de 58,9% na quantia de nitrogênio comparado com a fertilização para produção máxima (RAIJ, 1991). Diante do exposto pode-se inferir que a melhor estratégia passa a ser, fertilizar áreas maiores de pasto com doses menores de fertilizante em relação a pequenas áreas com altas quantias de N.

Com base nos resultados compilados fica evidente a necessidade de adubações nitrogenadas para que se busquem concentrações superiores de proteína bruta (PB) no extrato pastejável pelos animais. Entretanto, o consciente uso dos fertilizantes se faz necessário para melhorar a eficiência da técnica de adubação.

Este texto foi extraído de:

RABELO, D. M. L. Efeito da adubação na qualidade da pastagem e no desempenho de bovinos. Monografia (Pós-graduação em Nutrição e Alimentação de Ruminantes) – Faculdades Associadas de Uberaba, FAZU, Uberaba, 15 f. 2016.