Se evaluó la degradabilidad de la fracción fibrosa de diferentes forrajes en ambientes ruminales con presencia creciente de grano y el efecto del agregado de bicarbonato de sodio como buffer ruminal. Para ello se plantearon dos experimentos. En el Experimento 1 se evaluó la degradabilidad de las fracciones fibrosas (tallo + hoja, sin grano) de ensilajes de maíz (SPM), de sorgo granífero (SSG) y de sorgo forrajero (SSF), forraje de pasto llorón (PLL) y celulosa (CEL), en ambientes ruminales generados por la incorporación de: 0, 30 y 60 % de grano de maíz (GM) en la dieta (0GM, 30GM y 60GM, respectivamente). Se utilizaron tres vacas con fístula ruminal, en un diseño Cuadrado Latino 3 x 3. En el Experimento 2 se evaluó la degradabilidad de las fracciones fibrosas (sin grano) de plantas de maíz (PM), sorgo granífero (PSG) y sorgo forrajero (PSF), forraje de pasto llorón (PLL) y celulosa pureza 98% (CEL), en cuatro ambientes ruminales resultantes de la combinación de dos niveles de grano de maíz y dos niveles de bicarbonato de sodio (BS) (0GM; 0GM+BS; 60GM; 60GM+BS). Se utilizaron cuatro vacas con fístula ruminal en un diseño Cuadrado Latino 4 x 4. En ambos experimentos se caracterizaron los ambientes ruminales mediante la determinación del pH ruminal y el contenido de amoníaco (N-NH3). Se determinó in situ la degradabilidad de la MS (DgMS) de los distintos materiales fibrosos. Los contenidos de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA) y proteína bruta (PB) en los materiales evaluados antes y después de su degradación ruminal se determinaron utilizando técnicas convencionales de química húmeda y tecnología NIRS con calibraciones desarrolladas para tal fin. En el Experimento 1, el efecto de la adición de GM a la dieta provocó la disminución del pH y del N-NH3 ruminal en relación inversa a la proporción de grano en la dieta. La inclusión de grano de maíz en la dieta provocó una disminución de DgMS. La degradabilidad de las fracciones de FDN y FDA se vería afectada negativamente con la adición de GM. Dietas 0GM favorecen un ambiente ruminal capaz de aprovechar la degradación de carbohidratos estructurales, lo cual se traduciría en una mayor DFDN y DFDA, en contraste con lo que sucedería con dietas 60GM. El aprovechamiento de carbohidratos estructurales (Celulosa y hemicelulosa, principalmente) de las fracciones fibrosas provenientes de ensilajes de maíz y sorgo (sin grano) sería siempre mayor que en aquellas provenientes de pasto llorón. Cuando la celulosa se presentó totalmente disponible para su degradación (CEL) no se vió afectada por inclusiones del 30% de GM a la dieta, mientras que el agregado del 60% de GM sí afectó la degradación del polisacárido, en especial en el horario de las 48 horas de incubación. En el caso de los materiales fibrosos evaluados la estructura de la pared celular afecta el comportamiento de la degradación de la celulosa inserta en matrices más complejas. Un mayor contenido de celulosa lignificada de difícil degradación se podría presentar en PLL, comparada con la celulosa que podría encontrarse en SPM, SSG y SSF o totalmente disponible en CEL. También es posible que el ambiente de rumen que limita la degradabilidad de la fibra no sea el mismo para cada tipo de forraje, es decir que la microflora podría adaptarse a las condiciones que impone la dieta y modificar así los límites de pH que provocan efectos negativos. En cuanto a la fracción proteica, la adición de maíz no afectó su degradación ruminal (DPB) en ninguno de los materiales estudiados. En el Experimento 2 la adición de BS como buffer dietario no afectó el pH ruminal ni la concentración de N-NH3. Tampoco se observó un efecto sobre la DgMS, ni en la degradabilidad ruminal de las fracciones FDN, FDA y PB. Sin embargo en el horario de las 48 horas de incubación el agregado del BS provocó que la degradabilidad de CEL en la dieta 60GM+BS, presentara valores similares a los encontrados en dietas 0GM y 0GM+BS. Esto refuerza la idea de que para mejorar la utilización de la fracción fibrosa en dietas de alta densidad energética habría que aumentar la disponibilidad de la fracción potencialmente digestible (celulosa y hemicelulosa), los estudios deben estar orientados a encontrar la forma de aumentar de la disponibilidad de la fracción de carbohidratos potencialmente digestibles, como la celulosa. Esto puede lograrse mediante la utilización de fuentes de fibra de mayor calidad o a través del tratamiento (químico o enzimático) de las fibras, más que al hecho de recurrir al uso de buffers dietarios. Por lo observado en este experimento podría hipotetizarse que la adición de BS podría ser más efectiva cuando la proporción de concentrado fuera mayor a la utilizada en el presente estudio, o también cuando el concentrado de la dieta fuera un almidón más rápidamente fermentecible, o fuera suministrado por períodos de tiempo más largos. También se observa que la adición de BS sería más efectiva cuanto más disponible se encuentren los carbohidratos estructurales en las matrices fibrosas. Por último, la tecnología NIRS mostró un gran potencial para la predicción de la composición química de residuos degradados a nivel ruminal de los materiales fibrosos estudiados en los Experimentos 1 y 2 y podrían ser empleadas en análisis rutinario. De todos modos, para FDN y FDA la inclusión de un mayor número de muestras con variabilidad espectral en los conjuntos de calibración, podría mejorar sensiblemente los modelos. / The objective of this research was to study the degradability kinetics of the fibrous fraction of different forages in ruminal environments with increasing corn grain diet content, and the impact of addition sodium bicarbonate as a ruminal buffer. Two experiments were carried out. Experiment 1 explored the degradability of the fibrous fractions (all grain removed) of three types of silage : corn silage (CS), grain sorghum silage (SSG), and forage sorghum silage (SSF), weeping love grass forage (WL) and 98%-purity cellulose (CEL). Ruminal environments were generated by adding 0, 30 and 60 % of corn grain (CG) to the diet (0CG, 30CG and 60CG, respectively). Three ruminal fistulated cows were used in this experiment. Treatments were tested in a 5x3 factorial (5 materials x 3 ruminal environments), on a latin square design (3x3). Experiment 2 explored the degradability of the fibrous fractions (without grain) of corn plant (CP), grain sorghum plant (SG) and forage sorghum plant (SF), weeping love grass forage (WL) and 98% pure cellulose (CEL). Ruminal environments were the result of the combination of corn grain (CG) and sodium bicarbonate (SB) addition to the diets. Four treatments were generated: T1 = 0CG, T2 = 0CG+SB, T3 = 60CG and T4 = 60CG+SB. Four ruminal fistulated cows were used in this experiment. Treatments were tested in a 5x4 factorial (5 materials x 4 ruminal environments), on a latin square design (4x4). In both experiments, the ruminal environment was described by ruminal pH and the ammonia content (N-NH3). The in-situ DM degradability (DgDM) of the different fibrous materials was determined. Contents of NDF, ADF and CP from the fiberous materials degradation were determined before and after ruminal through wet chemistry and NIRS. Specific NIRS calibrations were previously developed for this purpose. In Experiment 1, the addition of corn grain (CG) to the diet decreased pH and ammonia concentration, and this effect was greater as the proportion of GM in the diet increased. This increased decreased DgMS. In contrast to 60CG diets, the 0CG and 30CG diets were able to provide a ruminal environment well fitted for degrading structural carbohydrates, which resulted in greater ruminal degradability of the NDF and ADF fractions. The use of structural carbohydrates (cellulose and hemicellulose, mainly) from the fibrous fractions from corn and sorghum silages (without grain) would always be greater than those from weeping grass. When cellulose was fully available for degradation (CEL), it was not affected by inclusions of 30% of GM in the diet, while the addition of 60% of GM did affect the degradation of the polysaccharide, especially in the hours of 48 hours of incubation. The cell wall structure of the fibrous materials evaluated, affects the degradation of cellulose because a higher content of lignified cellulose could be presented in PLL, compared to cellulose that could be found in SPM, SSG and SSF or totally available in CEL. It is also possible that the rumen environment that limits fiber degradability is not the same for each type of forage, that is, the microflora could adapt to the conditions imposed by the diet and thus modify the pH limits that cause negative effects. In Experiment 2, the addition of sodium bicarbonate (SB) did not affect the ruminal pH or ammonia concentration. No differences were detected for DgMS, or on the ruminal degradability of the NDF (DNDF), ADF (DADF) or CP (DCP) fractions. However, in the 48-hour incubation, the addition of BS caused the degradability of CEL in the 60GM + BS diet to present values similar to those of 0GM and 0GM+BS diets. This strengthen the idea that in order to improve the use of the fibrous fraction in high energy density diets, the availability of the potentially digestible fraction (cellulose and hemicellulose) should be increased. This can be achieved through the use of higher quality fiber sources or chemical or enzymatic treatment on the fibers. The addition of SB could be more effective when the proportion of concentrate was higher than that used in the present study, or also when the concentrate of the diet was a more rapidly fermentable starch, or was supplied for longer periods of time. It is also observed that the addition of SB would be more effective the more available the structural carbohydrates are in the fibrous matrices. Finally, NIRS technology showed great potential for predicting the chemical composition of degraded residues at the ruminal level of the fibrous materials studied in Experiments 1 and 2 and could be used in routine analysis. However, for FDN and FDA, the inclusion of a greater number of samples with spectral variability in the calibration sets could significantly improve the models.

La suplementación energética es una práctica a la que recurren muchos productores para mejorar la dieta de los animales y cubrir el déficit forrajero. Sin embargo, modifica el ambiente ruminal y por lo tanto la dinámica digestiva de la dieta base, de bovinos en pastoreo. En estas situaciones, que son las más frecuentes en los sistemas de producción de carne y leche de nuestro país, la digestión de la fracción fibrosa aporta una parte importante del total de nutrientes absorbidos y por lo tanto, es fundamental mantenerla en los niveles más altos posibles. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la suplementación energética moderada sobre el aprovechamiento de la dieta base fibrosa, en bovinos en pastoreo. Se realizaron tres experimentos durante los cuales los animales fueron alimentados en base a pastoreo directo de diferentes forrajes y en distintas épocas del año. Experimento I: Avena sativa (VA) durante el mes de mayo (26,2% PB, 44,9% FDN, 17,0% MS); Experimento II: Panicum virgatum diferido (PVD) durante el mes de julio (2,3% PB, 81,7% FDN, 85,2% MS) y Experimento III: Digitaria eriantha (DI) durante la segunda quincena de noviembre (9,6% PB, 70,7% FDN, 32,5% MS). Además, se suministró a los animales siempre el mismo suplemento energético, que consistió en grano de maíz partido, en niveles de suplementación de 0% (T1), 0,5% (T2) y 1% (T3) de PV del animal (en MS). Para los experimentos se utilizaron tres novillos Hereford provistos de cánulas en rumen, en un diseño de cuadrado latino 3x3 (tres tratamientos por tres períodos). Cada período fue de 10 días, compuestos de 7 días de acostumbramiento y 3 días de muestreo. Se utilizó el método in situ para determinar la degradabilidad de la MS, FDN y PB de las pasturas y otros substratos incubados heno de alfalfa (HA), pasto llorón (PLL) y celulosa (CEL)). Se determinaron los parámetros pH, N-NH3 y AGV en líquido ruminal. En el experimento I el efecto del suplemento sobre la degradabilidad efectiva de la fibra de los substratos no fue significativa para ninguno de los dos niveles de grano. En el Experimento II se observó un fuerte impacto negativo sobre los forrajes incubados de bajo valor nutritivo, en el T3 disminuyó la degradabilidad de la fibra de PVD en un 60%, aunque el efecto también fue importante en T2 (30% menos). En el experimento III la reducción en la digestión de la fibra fue significativa (20%) para HA y DI, en el nivel más alto de suplementación (p<0,05). El pH en líquido ruminal se redujo significativamente con el agregado de grano, en las tres situaciones de pastoreo, el mayor impacto se observó en el Experimento II. El contenido de N-NH3 ruminal disminuyó significativamente en T2 y T3 en pastoreo de VA, se redujo levemente en T2 en pastoreo de DI y aumentó en T2 y T3 en pastoreo de PVD (p<0,05). La concentración de AGV totales en líquido ruminal no se modificó en pastoreo de VA. En el tratamiento con mayor nivel de maíz cambiaron las proporciones molares individuales, aumentó el ácido propiónico, se redujo el ácido acético y en consecuencia, disminuyó la relación acético: propiónico (A:P, p<0,05). En situación de pastoreo de PVD aumentaron significativamente los AGV totales en T2 y T3 con respecto al testigo. La proporción de ácido acético disminuyó significativamente en T2 y T3 y se redujo la relación A:P. En pastoreo de DI el contenido de AGV totales se acrecentó y también se modificaron las proporciones molares, de manera que la relación A:P se redujo en el T3. Las situaciones nutricionales fueron muy diferentes debido al forraje base, la suplementación y sus interacciones. Los resultados indican que en los forrajes de bajo valor nutritivo el efecto del suplemento energético se traduce en un fuerte deterioro de la degradación de la fibra / Energy supplementation is a practice that producers use frequently to improve the utilization of a diet based on forages, and simultaneously meet the animal nutritional needs, particularly with a forage deficit in quantity or quality occurs. However, for grazing cattle, an additional energy supply to high fiber forages could modify the rumen environment and therefore the digestion dynamics of the basal diet. Although supplementation practice is usual in beef and dairy cattle systems in our country, the fibrous fraction of the diet provides a substantial proportion of the total absorbed nutrients. Then, it is essential to sustain fiber digestion rate and its digestibility at the highest possible levels. The aim of this study was to evaluate the effect of a moderate energy supplementation upon the use of a fiber-based diet in grazing beef cattle. Three experiments were carried out during which the animals were fed based on direct grazing of different forages and at different times of the year. Thus, pastures and grazing periods for each experiment were: Experiment I: Avena sativa (VA, 26,2% CP, 44,9% NDF, 17,0% DM), on May; Experiment II: Panicum virgatum deferred (PVD, 2,3% CP, 81,7% NDF, 85,2% DM), on July; Experiment III: Digitaria eriantha (DI, 9,6% CP, 70,7% NDF, 32,5% DM) on the second half of November. Three Hereford steers fitted with rumen cannulas in a 3x3 Latin square design were used for each experiment. These animals received cracked corn grain as the energy supplement, fed at 0% (T1), 0.5% (T2) and 1% (T3) of BW as DM. The treatments and animals were the same in each experiment. Each period was 10 days, composed of 7 days of habit and 3 days of sampling. In situ studies were used to measure the degradability of DM, NDF and CP of the pasture of the corresponding treatment, as well as other incubated substrates: alfalfa hay (AH), weeping lovegrass (PLL) and cellulose (CEL). The pH, N-NH3 and VFA in ruminal fluid were also determined. In Experiment I, the effect of the supplement was not significant on the effective degradability of any of the incubated substrates at any level of grain supply. In Experiment II a strong negative impact of corn supply was observed for the forage of the lowest nutritional quality. For T3 fiber degradability of PVD was decreased by 60%, although the effect was also relevant for T2 with a 30% reduction. In experiment III the reduction in fiber degradability was significant (20%) for HA y DI at the highest supplementation level. The ruminal pH was significantly reduced with the addition of grain in the three grazing situations, the greatest impact was observed on the Experiment II. The ruminal NH3-N concentration decreased significantly in T2 and T3 when steers were grazing VA, declined slightly in T2 grazing DI, and increased in T2 and T3 grazing PVD (P<0.05). Total VFA did not change when grazing VA; however, VFA molar proportions in T3, increasing propionic acid, decreasing acetic acid, therefore decreasing the acetate: propionate ratio (A: P, P<0.05). When PVD was the basal diet, total VFA were significantly increased in T2 and T3 compared with T1. The proportion of acetic acid significantly decreased in T2 and T3 and dropped the A: P ratio. For DI total VFA content was also increased and the molar proportions affected, the ratio A: P was reduced in T3. Nutrient supply varied because of the different quality of the basal diet and interaction with supplement. Thus, these results indicate that for forages of low nutritional value the effect of energy supplementation results in a substantial decrease of fiber degradation.

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No. of bitstreams: 1 silva_nc_dr_jabo.pdf: 1682545 bytes, checksum: ca3b83a01f9c9a072da78273e4da0fca (MD5) Previous issue date: 2016-10-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Foram conduzidos três experimentos com os objetivos de determinar 1) a melhor dose e tipo de inoculante, homo ou heterofermentativo, para grão de milho reidratado; 2) os efeitos do tempo de estocagem e do uso de inoculante sobre o perfil fermentativo, estabilidade aeróbia e degradabilidade in situ de silagem de milho grão úmido e silagem de grão de milho reidratado; 3) as alterações nos parâmetros ruminais, digestibilidade e desempenho de bovinos Nelore, consumindo dietas contendo milho seco moído ou silagem de milho grão úmido ou silagem de grão de milho reidratado sem e com o uso de inoculante. No experimento 1 foi avaliado silagem de grão de milho reidratado sem inoculante (C), com L. plantarum + P. acidilactici (LPPA) e com L. buchneri (LB), ambos nas doses de 1 ×105, 5 ×105 e 1 ×106 ufc/g, estocadas por 124 dias. As silagens inoculadas com LB em relação ao C apresentaram maior (P < 0,01) contagem de bactérias ácido láticas (BAL), concentração de ácido acético, ácido propiônico e 1,2-propanodiol e menor (P < 0,01) pH, leveduras e fungos filamentosos nos 12 dias de exposição ao ar e maior (P < 0,01) estabilidade aeróbica, isso ocorreu já na primeira dose (1 ×105 ufc/g). O uso de LB também aumentou (P < 0,05) a quebra de prolamina e a degradabilidade in situ das silagens. Uso de LPPA não apresentou melhorias na fermentação e piorou a deterioração aeróbia em comparação ao controle. No experimento 2 foi avaliado um esquema fatorial 2 × 2, sendo o primeiro fator dois tipos de ensilagem, silagem de milho úmido (MU) e silagem de milho reidratado (MR); e o segundo fator o uso de inoculante, sem (Controle) e com L. buchneri (LB; 1 × 105 ufc/g), com aberturas aos 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 e 300 dias de estocagem. A MR apresentou maior concentração total de ácidos, enquanto as silagens com LB apresentaram maior concentração de ácido acético e 1,2-propanodiol e menor de ácido lático e ácido butírico. Ao longo dos tempos de estocagem, MU LB e MR LB apresentaram menor contagem de leveduras e maior contagem de BAL e estabilidade aeróbia. A MR com tamanho de partícula original apresentou maior degradabilidade in situ que a MU. O tempo mínimo para atingir ganhos altos de degradabilidade foi entre 30 e 70 dias de estocagem. No experimento 3 foram avaliadas cinco dietas contendo: silagem de milho grão úmido (MU), silagem de milho grão úmido com L. buchneri (MUB), silagem de grão de milho reidratado (MR; 1 × 105 ufc/g), silagem de grão de milho reidratado com L. buchneri (MRB; 1 × 105 ufc/g) e milho seco moído (MSC). No experimento de metabolismo foram utilizados 10 animais fistulados, agrupados em dois quadrados latinos (5 × 5), enquanto no experimento de desempenho foram utilizados 180 animais Nelore (310±17 kg), sendo 6 animais por baia e 6 baias por tratamento. Os animais que consumiam silagens apresentaram maior (P < 0,05) digestibilidade da MS, MO e PB; maior concentração de propionato e ácidos graxos de cadeia curta totais; menor (P < 0,01) CMS e pH ruminal; e maior (P < 0,01) eficiência alimentar, ELm e ELg da dieta em relação aos animais consumindo MSC. O uso de L. buchneri aumentou a estabilidade aeróbia, e o tempo de estocagem aumentou a degradabilidade das silagens. Recomenda-se o uso de silagens de grãos de milho por propiciar melhor digestibilidade e eficiência alimentar. A silagem de grão de milho reidratado é uma alternativa à silagem de milho grão úmido. / Three trials were conducted with the objective to determine 1) the best dose and type of inoculant, homo or hetero fermentative, for reconstituted corn grain silages; 2) the effects of storage time and the use of inoculant on the fermentation profile, aerobic stability and in situ degradability of high moisture and reconstituted corn grain silages; 3) changes in ruminal fermentation, digestibility and performance of Nellore steers fed diets containing dry ground corn or high moisture or reconstituted corn grain silages without and with inoculant. In trial 1, treatments were: reconstituted corn grain silages without inoculant (C), L. plantarum + P. acidilactici (LPPA) and L. buchneri (LB), both at doses of 1 × 105, 5 × 105 or 1 × 106 cfu/g, stored for 124 days. Silages inoculated with LB compared to C had greater (P < 0.01) count or lactic acid bacterial (LAB), acetic acid, proprionic acid and 1,2-propanediol concentrations and lower (P < 0.01) pH, yeasts and molds for 12 days of exposure to air and higher (P < 0.01) aerobic stability, this occurs already at the first dose (1 x 105 cfu/g). The use of LB also increased (P < 0.05) proteolysis and in situ degradability of silages. The LPPA showed no improvements in fermentation and increased mold counts during the aerobic stability. The trial 2 was designed in a 2 × 2 factorial arrangement: two types of silage, high moisture corn (HMC) or reconstituted corn grain silages (RCS); and without (control) or with L. buchneri (LB; 1 × 105). Silos were opened after 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 and 300 days of storage. The RCS showed higher overall concentration of acids, while silages inoculated with LB had greater concentrations of acetic acid and 1,2-propanediol and lower content of lactic and butyric acids. Along the storage time, HMC LB and RCS LB showed lower yeast count and higher BAL count and aerobic stability. The RCS with original particle size showed higher in situ degradability than HMC. The minimum length of storage to reach high degradability of gains is between 30 and 70 days of storage. In trial 3 were evaluated five diets: high moisture corn (HMC), HMC with L. buchneri (HMCLB), reconstituted corn grain silages (RCS), RCS with L. buchneri (RCSLB) and dry ground corn (DGC). We used 10 cannulated bulls in a metabolism experiment, assigned in two latin squares (5 × 5), and 180 Nellore bullocks (310±17 kg) in the performance experiment, with 6 animals per pen and 6 pens per treatment. Animals fed silages had higher (P < 0.05) DM, OM and CP digestibility, greater concentrations of propionato and total short-chain fatty acids, and lower (P < 0.01) DMI, rumen pH and higher (P < 0.01) feed efficiency, NEm and NEg for the diet for the animals consuming DGC. The use of L. buchneri increases aerobic stability and storage time increases the degradability of silages. It is recommended the use of corn grain silages by providing better digestibility and utilization of diet. Reconstituted corn grain silages is an alternative to the high moisture corn silage. / FAPESP: 2013/16720-2