Nome do Projeto
Avaliação da digestão de forragens de baixa qualidade típicas do Brasil em ovinos e bovinos
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/08/2024 - 31/07/2028
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Bovinos e ovinos são modelos comumente usados para estudar a nutrição de ruminantes, mas suas respostas às dietas variam, especialmente quando se trata de forragens de baixa qualidade. O uso de forragens como alimento para ruminantes é a base dos sistemas de produção brasileiro, seja ela conservada ou na forma de pastagens . O relatório mais recente do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas de 2022 alerta para projeções que indicam um aumento na persistência e intensidade de períodos de calor extremo, juntamente com mudanças na distribuição de chuvas, disponibilidade de água e a ocorrência de secas. Pesquisas evidenciam que tais condições climáticas adversas podem ter um impacto negativo na produção de forragem e silagem , exercendo uma influência direta sobre o desempenho dos animais. Dessa forma, o objetivo do trabalho será o de avaliar, através de três ensaios in a digestibilidade , produção de gases e microbiologia com inóculos bovino e ovino com dietas baseadas em diferentes fontes de volumosos típicos brasileiros de boa e baixa qualidade , com adição de aditivos e concentrados
Objetivo Geral
O objetivo do trabalho será o de avaliar a degradabilidade ruminal de forragens de baixa qualidade em bovinos e ovinos, bem como avaliar estratégias para melhorar o aproveitamento das dietas baseadas em diferentes fontes de volumosos de boa e baixa qualidade , com adição de aditivos e concentrados
Justificativa
A pesquisa no campo da nutrição de ruminantes tem predominantemente empregado bovinos ou ovinos como modelos. Com a escassez de recursos para pesquisa, os bovinos tornaram-se uma opção dispendiosa para muitos cientistas, e, em muitos casos, os ovinos são adotados como substitutos em estudos modelares para bovinos. Os bovinos, caracterizados como pastejadores não seletivos, possuem tratos gastrointestinais extensos, nos quais retêm alimentos por períodos prolongados. Eles obtêm uma parcela substancial de energia por meio da digestão microbiana da parede celular (fibra) das plantas no retículo-rúmen (WELCH e HOOPER, 1988).Por outro lado, os ovinos representam ruminantes intermediários entre o seletivo e o não seletivo, consumindo uma dieta com teor de fibra relativamente menor, a qual fermenta de forma mais rápida em comparação com dietas de alta fibra (VAN SOEST, 1982). Soto –Navarro e seu colaboradores mostraram em 2014 que existem diferenças na digestibilidade de forragens. Embora as digestibilidades totais aparentes geralmente sejam comparáveis entre as espécies quando se avaliam forragens de qualidade moderada a alta, os ovinos não representam um modelo adequado para os bovinos quando se trata de forragens de baixa qualidade. A confirmação da hipótese de que os bovinos digerem forragens de baixa qualidade de maneira mais completa do que os ovinos será obtida. No entanto, a digestibilidade de forragens de qualidade moderada a alta parece ser semelhante entre ovinos e bovinos. Portanto, a substituição de ovinos por bovinos em contextos de pesquisa não é aconselhável ao considerar forragens de baixa qualidade. Dessa forma, é necessário promover mais estudos comparativos entre bovinos e ovinos, abordando especificamente a inclusão de concentrado na dieta com dietas a base de forragens de baixa qualidade. Essa abordagem mais abrangente permitirá fazer previsões mais precisas sobre possíveis cenários futuros, especialmente diante da crescente escassez de forragens de qualidade. Ao incorporar o concentrado na dieta, é possível avaliar como ambas as espécies respondem a condições simuladas de escassez de forragem de qualidade e como a adição de alimentos concentrados pode influenciar a digestibilidade e o desempenho nutricional. Esses estudos mais detalhados são cruciais para orientar práticas de manejo mais eficientes e estratégias nutricionais adaptadas às complexidades das condições futuras previstas.
Diante disso, em termos de manejo nutricional e interferência direta no rumem, a utilização de alguns aditivos pode trazer efeitos positivos na fermentação ruminal e redução de metano entérico produzido pelo animal. A monensina é uma molécula de ionóforo que vem sendo pesquisada intensamente na nutrição de ruminantes quanto ao seu potencial em melhorar a eficiência alimentar por intermédio de alterações na fermentação ruminal. A monensina age no rúmen desempenhando uma seleção da população bacteriana, diminuindo a quantidade de bactérias gram-positivas. (KONE et al., 1989), bactérias essas que são responsáveis por grande parte da ineficiência da fermentação ruminal.O modo de ação mais importante da monensina é a mudança na proporção de produção dos ácidos ruminais a partir da seleção bacteriana, bem como pela diminuição de lactato e aumento dos níveis de succinato (SCHELLING, 1984). Ainda, A seleção bacteriana realizada pela monensina contra bactérias formadoras de hidrogênio e a favor de bactérias formadoras de succinato pode gerar diminuição na produção de metano (CHEN and WOLIN, 1978). Outro aditivo novo no mercado é o 3-nitrooxypropanoal(3-NOP). De acordo com o “Summary of scientific research how 3-NOP effectively reduces enteric methane emissions from cows –DSM Nutrition” o aditivo serácapazder reduzir a emissão de metano em todas as dietas que seráutilizado, porém, ainda a dose e a estratégia de aplicação precisarão ser adaptadas para diferentes tipos de sistemas de alimentação.
Com base no que será abordado, ainda é necessário expender esforços para orientar estratégias nutricionais adaptadas a complexidade das condições futuras previstas. Esses esforços são cruciais não apenas para garantir a segurança alimentar, mas também para mitigar os impactos ambientais associados à produção agropecuária.
Diante disso, em termos de manejo nutricional e interferência direta no rumem, a utilização de alguns aditivos pode trazer efeitos positivos na fermentação ruminal e redução de metano entérico produzido pelo animal. A monensina é uma molécula de ionóforo que vem sendo pesquisada intensamente na nutrição de ruminantes quanto ao seu potencial em melhorar a eficiência alimentar por intermédio de alterações na fermentação ruminal. A monensina age no rúmen desempenhando uma seleção da população bacteriana, diminuindo a quantidade de bactérias gram-positivas. (KONE et al., 1989), bactérias essas que são responsáveis por grande parte da ineficiência da fermentação ruminal.O modo de ação mais importante da monensina é a mudança na proporção de produção dos ácidos ruminais a partir da seleção bacteriana, bem como pela diminuição de lactato e aumento dos níveis de succinato (SCHELLING, 1984). Ainda, A seleção bacteriana realizada pela monensina contra bactérias formadoras de hidrogênio e a favor de bactérias formadoras de succinato pode gerar diminuição na produção de metano (CHEN and WOLIN, 1978). Outro aditivo novo no mercado é o 3-nitrooxypropanoal(3-NOP). De acordo com o “Summary of scientific research how 3-NOP effectively reduces enteric methane emissions from cows –DSM Nutrition” o aditivo serácapazder reduzir a emissão de metano em todas as dietas que seráutilizado, porém, ainda a dose e a estratégia de aplicação precisarão ser adaptadas para diferentes tipos de sistemas de alimentação.
Com base no que será abordado, ainda é necessário expender esforços para orientar estratégias nutricionais adaptadas a complexidade das condições futuras previstas. Esses esforços são cruciais não apenas para garantir a segurança alimentar, mas também para mitigar os impactos ambientais associados à produção agropecuária.
Metodologia
O experimento será conduzido nas instalações do Laboratório de Nutrição Animal da Universidade Federal de Pelotas.
Serão estudadas forragens categorizadas em “fibra de boa qualidade” (silagem de milho de boa qualidade) e “fibra de baixa qualidade” (feno de brachiariae silagem de milho de baixa qualidade). Será utilizado dois bovinos e quatro ovinos providos de cânula ruminal, para coleta de líquido ruminal, para posterior incubação in vitro e análise. Serão conduzidos 3 ensaios em um delineamento inteiramente casualizado, em esquemas fatoriaiscom3 rodadas cada, conforme segue:
Ensaio 1: Será avaliado a digestibilidade in vitro convencional e a produção de gases da silagem de milho boa(Sboa), silagem de milho de baixa qualidade(Sruim)e do feno de capim brachiaária (FBrac) em inóculos bovino e ovino.
Ensaio 2: Será avaliado a digestibilidade in vitro convencional e a produção de gases da silagem de milho boa (Sboa), silagem de milho de baixa qualidade (Sruim) e do feno de capim brachiaária (FBrac),com adição de 20% e 40 % de concentrados, em inóculos bovino e ovino.
Ensaio 3: Será avaliado a digestibilidade in vitro convencional e a produção de gases da silagem de milho boa (Sboa), silagem de milho de baixa qualidade (Sruim) e do feno de
capim brachiaária (FBrac), com adição de aditivos moduladores da fermentação (leveduras, monensina e 3-NOP) em inóculos bovino e ovino.
Os alimentos utilizados nas dietas serão analisados bromatologicamente. As amostras serão secas em estufa de ar forçado a 55°C durante 5 a 7 dias e moídas moinho tipo Willey (peneira com porosidade de 1mm) para posterior determinação de matéria seca (MS) por secagem em estufa a 105ºC e cinzas por queima em mufla a 600ºC durante 3 horas. O teor de matéria orgânica (MO) será calculado como MS –cinzas, fibra em detergente neutro (FDN) será baseada nos procedimentos descritos por MERTENS(2002) com uso de alfa-amilase termoestável, sem sulfito de sódio, exceto que as amostras serão pesadas em saquinhos de poliéster e tratadas com detergente neutro em autoclave a 110 °C durante 40 min(SENGER et al., 2008). O teor de fibra em detergente ácido (FDA) será determinado de acordo com ROBERTSON &VAN SOEST(1981) em sacos de poliéster conforme modificação de KOMAREK (1993).
Será avaliada a digestibilidade da fibra in vitro de acordo com o método proposto por Tilley e Terry (1961). Para a digestibilidade in vitro gás será incubado aproximadamente 1g de amostra com 100 ml de fluido ruminal tamponado (THEODOROU et al., 1994), numa relação tampão/fluido ruminal de 8:2 conforme GOERING & VAN SOEST (1970)e será avaliado a produção de CO2 e metano. A partir das incubações in vitro gás, uma das garrafas será retirada às 24h de incubação terá sua fermentação finalizada para ser destinado à análises microbiológicas. O conteúdo da garrafa será coletado e imediatamente tratado com solução salina tamponada com fosfato (1%Entre, pH 7,4). A solução tamponada será então agitada vigorosamente por 3 min e filtrada com tela de malha (100 lm). O filtrado será centrifugados para obtenção dos pellets bacterianos. O sobrenadante será descartado e o sedimento bacteriano será congelado a 20°C até a extração do DNA.A extração do DNA será realizada usando um kit de fezes Qiagen DNA(Qiagen, Hilden, Alemanha) de acordo com as diretrizes especificadas pelofabricante. A quantificação relativa das bactérias será realizada através doq-PCR usando o sistema de detecção ABI Prism 7500 (Applied Biosystems)e tecnologia SYBR (Invitrogen). As amplificações serão realizadas em duplicata e controles negativos (excluindo DNA total)também serão executados no ensaio. Uma curva de dissociação dos produtos da reação será usada para analisar a especificidade da amplificação para cada bactéria(Fibrobacter succinogenes, L. buchneri, Ruminococcus flavefaciens, Selenomonas ruminantium e Streptococcus bovis).A quantificação relativa será usada para determinar a proporção abundância de espécies, e os resultados serão expressos como 16S rDNA proporções de bactérias gerais, seguindo o método 2 -ΔΔCT (Livak &Schmittgen, 2001). Os resultados serão analisados utilizando o programa estatístico SAS (v. 9,4), onde será testado o efeito fixo da fonte de forragem, efeito da adição de concentrado ou aditivos e da espécie animal (bovino e ovino)na digestão, produção de gases e microbiota ruminal. As médias serão comparas pelo teste de Fisher. As diferenças serão declaradas a um nível de 5% de probabilidade.
Serão estudadas forragens categorizadas em “fibra de boa qualidade” (silagem de milho de boa qualidade) e “fibra de baixa qualidade” (feno de brachiariae silagem de milho de baixa qualidade). Será utilizado dois bovinos e quatro ovinos providos de cânula ruminal, para coleta de líquido ruminal, para posterior incubação in vitro e análise. Serão conduzidos 3 ensaios em um delineamento inteiramente casualizado, em esquemas fatoriaiscom3 rodadas cada, conforme segue:
Ensaio 1: Será avaliado a digestibilidade in vitro convencional e a produção de gases da silagem de milho boa(Sboa), silagem de milho de baixa qualidade(Sruim)e do feno de capim brachiaária (FBrac) em inóculos bovino e ovino.
Ensaio 2: Será avaliado a digestibilidade in vitro convencional e a produção de gases da silagem de milho boa (Sboa), silagem de milho de baixa qualidade (Sruim) e do feno de capim brachiaária (FBrac),com adição de 20% e 40 % de concentrados, em inóculos bovino e ovino.
Ensaio 3: Será avaliado a digestibilidade in vitro convencional e a produção de gases da silagem de milho boa (Sboa), silagem de milho de baixa qualidade (Sruim) e do feno de
capim brachiaária (FBrac), com adição de aditivos moduladores da fermentação (leveduras, monensina e 3-NOP) em inóculos bovino e ovino.
Os alimentos utilizados nas dietas serão analisados bromatologicamente. As amostras serão secas em estufa de ar forçado a 55°C durante 5 a 7 dias e moídas moinho tipo Willey (peneira com porosidade de 1mm) para posterior determinação de matéria seca (MS) por secagem em estufa a 105ºC e cinzas por queima em mufla a 600ºC durante 3 horas. O teor de matéria orgânica (MO) será calculado como MS –cinzas, fibra em detergente neutro (FDN) será baseada nos procedimentos descritos por MERTENS(2002) com uso de alfa-amilase termoestável, sem sulfito de sódio, exceto que as amostras serão pesadas em saquinhos de poliéster e tratadas com detergente neutro em autoclave a 110 °C durante 40 min(SENGER et al., 2008). O teor de fibra em detergente ácido (FDA) será determinado de acordo com ROBERTSON &VAN SOEST(1981) em sacos de poliéster conforme modificação de KOMAREK (1993).
Será avaliada a digestibilidade da fibra in vitro de acordo com o método proposto por Tilley e Terry (1961). Para a digestibilidade in vitro gás será incubado aproximadamente 1g de amostra com 100 ml de fluido ruminal tamponado (THEODOROU et al., 1994), numa relação tampão/fluido ruminal de 8:2 conforme GOERING & VAN SOEST (1970)e será avaliado a produção de CO2 e metano. A partir das incubações in vitro gás, uma das garrafas será retirada às 24h de incubação terá sua fermentação finalizada para ser destinado à análises microbiológicas. O conteúdo da garrafa será coletado e imediatamente tratado com solução salina tamponada com fosfato (1%Entre, pH 7,4). A solução tamponada será então agitada vigorosamente por 3 min e filtrada com tela de malha (100 lm). O filtrado será centrifugados para obtenção dos pellets bacterianos. O sobrenadante será descartado e o sedimento bacteriano será congelado a 20°C até a extração do DNA.A extração do DNA será realizada usando um kit de fezes Qiagen DNA(Qiagen, Hilden, Alemanha) de acordo com as diretrizes especificadas pelofabricante. A quantificação relativa das bactérias será realizada através doq-PCR usando o sistema de detecção ABI Prism 7500 (Applied Biosystems)e tecnologia SYBR (Invitrogen). As amplificações serão realizadas em duplicata e controles negativos (excluindo DNA total)também serão executados no ensaio. Uma curva de dissociação dos produtos da reação será usada para analisar a especificidade da amplificação para cada bactéria(Fibrobacter succinogenes, L. buchneri, Ruminococcus flavefaciens, Selenomonas ruminantium e Streptococcus bovis).A quantificação relativa será usada para determinar a proporção abundância de espécies, e os resultados serão expressos como 16S rDNA proporções de bactérias gerais, seguindo o método 2 -ΔΔCT (Livak &Schmittgen, 2001). Os resultados serão analisados utilizando o programa estatístico SAS (v. 9,4), onde será testado o efeito fixo da fonte de forragem, efeito da adição de concentrado ou aditivos e da espécie animal (bovino e ovino)na digestão, produção de gases e microbiota ruminal. As médias serão comparas pelo teste de Fisher. As diferenças serão declaradas a um nível de 5% de probabilidade.
Indicadores, Metas e Resultados
Com a obtenção dos resultados espera-se identificar as melhores estratégias de alimentação de bovinos e ovinos com forragens de baixa qualidade, a fim de melhor orientar os produtores em época de escassez hídrica.
Além da aplicação no campo, espera-se que esse projeto viabilize a condução de uma tese de doutorado e dois trabalhos de iniciação científica. Com a condução do projeto, espera-se que o doutorando, juntamente com os alunos de iniciação científica estabeleçam a metodologia in vitro gás que o nosso laboratório ainda não dispõe, bem como realizar todas as análises propostas conjuntamente com outros laboratórios da UFPEL que dispõem de equipamentos para análise de microbiologia.
Além da formação de recursos humanos, espera-se que sejam publicados resumos em eventos nacionais ou internacionais, meio pelo qual a nossa pesquisa pode ser divulgada e avaliada, e finalmente a publicação de um artigo científico em periódico de alto impacto internacional. Além disso, os alunos serão incentivados a divulgar seus resultados em dias de campo e seminários técnicos locais a fim de repassar as informações obtidas no estudo diretamente aos produtores de bovinos e ovinos locais e regionais.
Além da aplicação no campo, espera-se que esse projeto viabilize a condução de uma tese de doutorado e dois trabalhos de iniciação científica. Com a condução do projeto, espera-se que o doutorando, juntamente com os alunos de iniciação científica estabeleçam a metodologia in vitro gás que o nosso laboratório ainda não dispõe, bem como realizar todas as análises propostas conjuntamente com outros laboratórios da UFPEL que dispõem de equipamentos para análise de microbiologia.
Além da formação de recursos humanos, espera-se que sejam publicados resumos em eventos nacionais ou internacionais, meio pelo qual a nossa pesquisa pode ser divulgada e avaliada, e finalmente a publicação de um artigo científico em periódico de alto impacto internacional. Além disso, os alunos serão incentivados a divulgar seus resultados em dias de campo e seminários técnicos locais a fim de repassar as informações obtidas no estudo diretamente aos produtores de bovinos e ovinos locais e regionais.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
ANDRÉ SILVEIRA DA SILVA | 20 | ||
CARLA JOICE HARTER | 2 | ||
CARLOS HENRIQUE SILVEIRA RABELO | 2 | ||
DAIANE DA SILVA DE CASTRO | |||
GIOVANI FIORENTINI | 2 | ||
JEANE DE SOUZA LEAL | |||
JOSE EDUARDO SUZANO VIDOR | |||
MELINA CALEGARO TAMIOZZO | |||
PATRÍCIA OLIVEIRA WERLE | |||
SIMONE ZIEBELL |
Fontes Financiadoras
Sigla / Nome | Valor | Administrador |
---|---|---|
FAPERGS / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado Rio Grande do Sul | R$ 32.940,00 | Coordenador |
PROAP/CAPES / Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível Superior | R$ 2.062,80 | Coordenador |
Recursos Arrecadados
Fonte | Valor | Administrador |
---|---|---|
Análise de amostras para comunidade | R$ 40.000,00 | Fundação de Apoio Universitário - FAU |
Plano de Aplicação de Despesas
Descrição | Valor |
---|---|
339036 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa Física | R$ 8.000,00 |
339035 - Serviços de Consultoria | R$ 8.000,00 |
339033 - Passagens de Despesas de Locomoção | R$ 8.000,00 |
339030 - Material de Consumo | R$ 20.000,00 |
339020 - Auxílio Financeiro a Pesquisador | R$ 6.000,00 |
339018 - Auxílio Financeiro a Estudantes | R$ 5.000,00 |
339014 - Diária Pessoa Civil | R$ 3.000,00 |
449052 - Equipamentos e Material Permanente | R$ 6.502,80 |
449051 - Obras e Instalações | R$ 3.500,00 |
339147 - Obrigações Tributárias e Contributivas | R$ 1.000,00 |
339039 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa Jurídica | R$ 3.000,00 |
339037 - Locação de Mão de Obra | R$ 3.000,00 |