Orientador: Mário De Beni Arrigoni / Resumo: O objetivo desse trabalho foi analisar a viabilidade econômica da inclusão de caroço de algodão (CA) e gordura protegida, em um cenário real, simulando variações do preço da arroba e caroço de algodão, verificando também a padronização de acabamento e de arrobas dos lotes de bovinos Nelore confinados. O estudo foi conduzido no confinamento experimental da FMVZ, UNESP- Botucatu. Foram utilizados 96 bovinos machos não castrados da raça Nelore, com peso corporal inicial de 399,9 ± 15,1 kg e idade média de 22 ± 2 meses. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, separados de acordo com o peso corporal inicial e divididos em quatro tratamentos: COP, dieta com adição de lipídios provenientes de CA e gérmen de milho; NUTR, dieta com inclusão de fonte de lipídios protegidos da degradação ruminal provenientes de óleo de soja; BLEND, dieta com inclusão da combinação de óleos protegidos da degradação ruminal; MIX, dieta com adição de fontes lipídios, provenientes de CA e gérmen de milho e Blend. Foram alocados, em confinamento coberto, 4 animais por baia, totalizando 6 baias por tratamento, que foram consideradas as unidades experimentais. O abate aconteceu 108 dias após a entrada no confinamento. Os dados foram analisados pelo PROC MIXED do SAS e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 10% de significância. Não foi encontrado efeito estatístico na característica de carcaça e no desempenho, entretanto, analisando as variações da produção de arrobas no confinamento, o MIX... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

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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.

As técnicas in vitro de produção de gases são usualmente empregadas em pesquisas na nutrição de ruminantes com a finalidade de simular a fermentação ruminal, possuindo diversas vantagens como facilidade de adoção, repetibilidade, uso minimizado de animais e baixo custo. Para tanto, é necessário a coleta de conteúdo ruminal, a qual geralmente é obtida com o uso de animais fistulados no rúmen, no entanto este tipo de cirurgia esta cada vez mais contestada. Frente a esse duelo, há um crescente interesse científico por pesquisas que forneçam alternativas ao inóculo ruminal. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de inóculo fecal submetidos à pré-incubações em substituição ao inóculo ruminal de bovinos na técnica in vitro de produção de gases em bioensaio de metanogênese (24 h) e de cinética fermentativa (72 h). Como doadores de inóculos ruminal e fecal foram utilizadas quatro novilhas Nelore portadoras de cânulas ruminal. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com cinco tratamentos e quatro blocos com duas réplicas analíticas para cada repetição. Sendo os tratamentos os inóculos: conteúdo ruminal (CR), fezes sem pré-incubação (F0), e fezes com 12, 24 e 36 h de pré-incubação (F12, F24 e F36, respectivamente). Foram avaliados os efeitos da pré-incubação das fezes quando utilizado como inóculo fecal sobre a estimativa da degradabilidade ruminal, produção de metano e parâmetros de fermentabilidade. Os dados foram analisados pelo programa estatístico SAS 9.3 verificando a normalidade dos resíduos e a homogeneidade das variâncias, em seguida foram realizadas as comparações das médias pelo teste de Tukey. Em ambos os bioensaios (24 e 72 horas), os inóculos fecais pré-incubados por 24 ou 36 horas mostraram-se bom substituto ao inóculo ruminal para análises de degradabilidade in vitro da matéria seca e orgânica. Para as variáveis produção de total de ácidos graxos, perfil de ácidos graxo de cadeia curta, relação acético:propiônico e nitrogênio amoniacal, o inóculo sem pré-incubação (FE0) foi o que mais se aproximou do inóculo referência. Para as produções de gases, produção de metano e fator de partição da matéria seca e matéria orgânica as fezes não foram eficientes. / The in vitro techniques of gas production are usually used in ruminant nutrition research with the purpose of simulating ruminal fermentation. This technique has several advantages such as ease of adoption, repeatability, minimized use of animals and low cost. Therefore, is necessary the collection of ruminal content, which is usually obtained with the use of fistulated animals in the rumen, however this type of surgery is increasingly challenged. Faced with this duel, there is a great scientific interest in research that provides alternatives to the ruminal inoculum. The objective of this research was to evaluate the use of fecal inoculum submitted to preincubation to replace rumen inoculum of Nelore in the in vitro technique of gas production in bioassay of methanogenesis (24 h) and fermentative kinetics (72 h). Four Nellore carrying ruminal cannula were donors of ruminal content and feces. The experimental design was a randomized block, with five treatments and four blocks with two analytical replicates for each replicate. The treatments were the inocula: ruminal contents (RC), faeces without preincubation (F0), and faeces with 12, 24 and 36 hours of preincubation (F12, F24 and F36, respectively). Estimates of ruminal degradability, methane production and ruminal fermentability were evaluated. The data were analyzed by the statistical program SAS 9.3 verifying the normality of the residues and the homogeneity of the variances, the averages were compared by the Tukey test. In the two bioassays (24 and 72 hours), the fecal inocula preincubated for 24 or 36 hours were good substitute for the ruminal inoculum in analyzes of in vitro degradability of dry and organic matter. For the variables production of total fatty acids, short chain fatty acid profile, acetic: propionic and ammoniacal nitrogen, the inoculum without pre-incubation (FE0) approached the reference inoculum. For gas production, methane production and partitioning factor of dry matter and organic matter were not efficient.

Dado o poder agropecuário nacional e sabendo que a pastagem tem papel fundamental na nutrição animal, torna-se primordial o estudo dos mecanismos da digestão ruminal das forragens, para um aproveitamento mais racional das pastagens pelos animais, propiciando uma fermentação ruminal ótima e possibilitando o balanceamento de rações de forma mais adequada. Esta abordagem é possível por meio dos modelos de degradação ruminal, que são classificados como modelos de regressão não lineares. Neste trabalho são abordadas as metodologias clássica e bayesiana para ajustar os modelos que descrevem a cinética de degradação ruminal por meio da técnica de produção de gases. Na abordagem clássica foram considerados os modelos não sigmoidal proposto por Orskov&McDonald (1979), o Logístico proposto por Schofield (1994) e o Gompertz proposto por Lavrencic (1997), considerando a necessidade de fatores autorregressivos de primeira e segunda ordem mediante o teste de razão de verossimilhança (TRV); os modelos foram avaliados por meio dos critérios de Akaike (AIC), coeficiente de determinação ajustado (R2 aj) e quadrado médio residual (QMR). Em uma segunda etapa realizou-se o ajuste do modelo não sigmoidal sem fator autorregressivo utilizando a abordagem bayesiana, em que a condição de convergência das cadeias foi analisada por meio dos critérios de Geweke (1992), Heidelberger&Welch (1993), Raftery& Lewis (1992) e o Erro de Monte Carlo (EMC). Dentre os modelos utilizados, o que melhor se ajustou aos dados analisados foi o modelo não sigmoidal proposto por Orskov e McDonald (1979), sem o fator autorregressivo, obtendo estimativas condizentes com a realidade do fenômeno. Os resultados obtidos por meio da abordagem bayesiana também foram satisfatórios, mostrando que a técnica, apesar de pouco difundida em estudos de degradação ruminal é uma metodologia bastante viável e tem muito a agregar em estudos da área. / Given the national agricultural power and knowing that grazing plays an important role in animal nutrition, it becomes primordial to study the mechanisms of ruminal digestion of forages, for a more rational use of pastures by the animals, providing an optimal rumen fermentation and allowing a more adequate and balanced feed. This approach is possible by using the rumen degradation models, which are classified as non-linear regression models. This essay discusses the classical and Bayesian methods to adjust the models that describe the kinetics of degradation by rumen gas production technique. In the classical approach, the \"Non Sigmoidal models\", proposed by Orskov& McDonald (1979), the \"Logistic\", proposed by Schofield (1994), and \"Gompertz\", proposed by Lavrencic (1997), were considered, taking into account the need for autoregressive factors of first and second order, by the \"likelihood ratio test \" (TRV). These models were evaluated using the Akaike criteria (AIC), the coefficient of determination adjusted (R2aj) and \"the residual average square\" (QMR). In the following stage, the adjustment of the non sigmoidal model without the autoregressive factor were performed, using the Bayesian approach. For these matters, the condition of the convergence of chains was analyzed using Geweke (1992), Heidelberger & Welch (1993), Raftery& Lewis (1992) and Monte Carlo error(EMC) criteria.Among the models used, the one that best settle to the data analyzed was the non sigmoidal model without the autoregressive factor, proposed by Orskov and McDonald (1979), obtaining consistent estimates with the reality of the phenomenon. The results obtained through the Bayesian approach were also satisfactory, showing that the technique, although less diffused in studies of rumen methodology, is very viable and has a lot to add in these area studies.

Objetivou-se com o presente estudo caracterizar as mudanças na população bacteriana ruminal, ocasionadas pelo aumento de concentrado na dieta, utilização de diferentes fontes de CNF e volumosos com diferentes digestibilidades da fibra. Para tanto, foram coletadas amostras de líquido ruminal, para posterior quantificação relativa de bactérias ruminais, oriundas de quatro projetos de pesquisa conduzidos no Laboratório de Pesquisa em Gado de Corte, pela FMVZ/USP - Pirassununga-SP. Em todos os experimentos, foram utilizados animais da raça Nelore, castrados e canulados no rúmen, em delineamento experimental de quadrado latino. Foi realizada uma quantificação relativa através da técnica de qPCR de três bactérias celulolíticas (Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus e Ruminococcus flavefaciens), duas amilolíticas (Streptococcus bovis e Ruminobacter amylophilus), e uma consumidora de lactato (Megasphaera elsdenii), para determinação do efeito da dieta sobre a população de microrganismos ruminais. No Experimento 1, as dietas experimentais foram formuladas com dois níveis de concentrado: 60% ou 80%, sendo que o volumoso utilizado foi silagem de cana-de-açúcar (variedade IACSP 93-3046). Dentro de cada nível de inclusão de concentrado, foram utilizados três fontes de CNF: milho floculado a vapor (MFV), polpa cítrica peletizada (PCP), ou milho moído (MM). MFV e PCP foram incluídas na dieta em substituição parcial de 70% do MM. No Experimento 2, as dietas experimentais foram formuladas com 60% de concentrado, sendo que o volumoso utilizado foi a cana-de-açúcar fresca ou ensilada, com alta ou baixa digestibilidade da fibra (DFDN). No Experimento 3, as dietas experimentais foram formuladas com dois níveis de concentrado: 60% ou 80%, sendo que o volumoso utilizado foi a cana-de-açúcar fresca, com alta ou baixa DFDN. No Experimento 1, o aumento de concentrado resultou em queda da população de F. succinogenes (P<0,01) e S. bovis (P<0,01), e aumentou R. flavefaciens (P=0,05). A substituição parcial do MM por PCP resultou em aumento de S. bovis (P=0,01) e redução de R. flavefaciens (P<0,01). Já a substituição do MM por MFV reduziu R. albus (P<0,01). Houve uma interação Dieta*CNF apenas para a M. elsdenii (P=0,02), onde o MFV aumentou M. elsdenii apenas na dieta com 80% de concentrado. No Experimento 2, o fornecimento de cana fresca resultou em um aumento da população de S. bovis (P<0,01), e M. elsdenii (P=0,06). Houve interação entre DFDN e modo de conservação da cana sobre a população de F. succinogenes (P=0,01), onde a cana de alta DFDN aumentou a população de F. succinogenes apenas com o fornecimento de cana fresca. No Experimento 3, o aumento de concentrado resultou em queda de S. bovis (P<0,01), e aumento de R. amylophilus (P=0,07). Houve interação entre DFDN e nível de concentrado para a F. succinogenes (P=0,06) e R. albus (P<0,01), onde a cana de alta DFDN aumentou a população destes microrganismos apenas na dieta com 60% de concentrado. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o desempenho animal pode ser explicado pela modulação da população de microrganismos ruminais por meio da composição da dieta. / The aim of this study was to characterize the population change of cellulolytic and amylolytic rumen bacteria, caused by the increase of concentrate, and by the use of different sources of NFC in diets with sugarcane silage. Samples of rumen contents were collected for subsequent analysis of the relative quantification of rumen microorganisms, from four research projects conducted at the Research Laboratory in Beef Cattle at FMVZ / USP - Pirassununga-SP. In all experiments, Nellore beef cattle, castrated, and ruminal cannulated, were used in a Latin square design. Three cellulolytic bacteria (Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus albus and Ruminococcus flavefaciens); two amylolytic (Streptococcus bovis and Ruminobacter amylophilus); and a lactate fermenting microorganism (Megasphaera elsdenii), were quantified by the technique of qPCR, to determine the effect of diet on the population of rumen microorganisms. Experiment 1, the experimental diets were formulated with two levels of concentrate: 60% or 80%, and the roughage used was sugarcane silage (IACSP 93-3046). Within each level of concentrate inclusion, three different sources of NFC were used: steam flaked corn (SFC), pelleted citrus pulp (PCP), or ground corn (GC). SFC and PCP were included in the diet in partial replacement of 70% of GC. Experiment 2, the experimental diets were formulated with 60% of concentrate level, and two sugarcane genotypes divergent for stalk NDFD, with high or low NDFD, either freshly cut or as silage. Experiment 3, the experimental diets were formulated with two levels of concentrate: 60% or 80%, and the roughage used was fresh sugarcane, with high or low NDFD. In the Experiment 1, increasing concentrate in the diet decreased the population of F. succinogenes (P<0.01) and S. bovis (P<0.01), and increased R. flavefaciens population (P=0.05). The partial replacement of GC by PCP increased S. bovis population (P=0.01) and decreased R. flavefaciens population (P<0.01). The replacement of GC by SFC decreased the population of R. albus (P<0.01). There was a significant Diet*NFC interaction only for M. elsdenii (P=0.02), where SFC increased the relative population only at the 80% concentrate diet. Experiment 2, Diets with fresh sugarcane increased the population of S. bovis (P <0.01), and M. elsdenii (P=0.06). There was a significant interaction between NDFD and conservation mode of sugarcane for F. succinogenes (P = 0.01), where sugarcane with high NDFD increased F. succinogenes population only when sugarcane was offered as freshly cut. In Experiment 3, the increase concentrate in the diet decreased S. bovis population (P<0.01), and increased R. amylophilus (P=0.07). There was a significant interaction between NDFD and concentrate level for F. succinogenes (P=0.06) and R. albus (P<0.01), where sugarcane with high NDFD increased the population of these microorganisms only at the 60% concentrate diet. The animal performance can be explained by modulation of the population of the rumen microorganisms through diet composition.

A presente tese foi elaborada em três capítulos, correspondente às seções 2, 3 e 4. No primeiro objetivou-se avaliar a associação de quitosana com grão de soja integral nas dietas sobre o consumo, fermentação ruminal, digestibilidade e metabolismo de nutrientes e seus efeitos sobre a produção de leite, perfil de ácidos graxos do leite e a eficiência produtiva de vacas em lactação. Para tal, 24 vacas multíparas da raça Holandesa, oito dessas com cânula ruminal, foram distribuídas em quadrados latinos 4×4 replicados. Os tratamentos foram obtidos por esquema fatorial 2×2 pela combinação de quitosana e grão de soja integral nas dietas. De modo geral, a associação de quitosana com grão de soja aumentou a eficiência de fermentação ruminal, reduziu as populações bacterianas ligadas à biohidrogenação e aumentou o teor de ácidos graxos insaturados na gordura do leite, mas houve significativa redução do consumo e digestibilidade dos nutrientes, da síntese de proteína microbiana e da produção de leite. No entanto, a adição de quitosana em dietas sem suplementação lipídica pode ser uma boa estratégia nutricional para aumentar a retenção de N e a eficiência alimentar de vacas em lactação, e adicionalmente, aumentar o teor de ácidos graxos insaturados e de cis-9, trans-11 CLA no leite. No segundo capítulo, o objetivo geral foi avaliar os indicadores externos Cr2O3 e TiO2 e os internos MSi, FDNi e FDAi, estes analisados em diferentes sacos de incubação in situ, a partir da acurácia, precisão e robustez das estimativas de excreção fecal em ensaio de digestão com vacas leiteiras consumindo diferentes dietas. Foram utilizadas oito vacas canuladas no rúmen para a realização de coletas totais de fezes com 24, 48 e 72 h de duração. De modo geral, o Cr2O3 gerou estimativas acuradas e precisas, no entanto a recuperação fecal e a robustez foram afetadas pelo consumo de extrato etéreo das vacas. O indicador TiO2 apresentou incompleta recuperação fecal, baixa acurácia, precisão e robustez. Dentre as combinações avaliadas para os indicadores internos, a FDNi em sacos de poliéster teve completa recuperação fecal e gerou as estimativas mais acuradas, precisas e robustas. A falta de acurácia e precisão dos indicadores têm grande impacto final sobre as estimativas de digestibilidade. No terceiro capítulo, o objetivo foi avaliar o uso da creatinina como indicador do volume urinário para estimativas de excreção total de derivados de purinas como técnica de avaliação da produção microbiana ruminal em vacas leiteiras alimentadas com diferentes dietas. Também foram utilizadas as oito vacas canuladas no rúmen para a realização de coletas totais de urina com 24, 48 e 72 h de duração. De modo geral, a creatinina foi afetada pelas condições experimentais do estudo, incluindo efeito de dieta e variações conforme o período experimental e animais. Apesar da relação entre excreção observada e estimada de derivados de purinas, essa deve ser vista com cautela, em razão de que o volume urinário foi subestimado e que as estimativas não identificaram corretas diferenças entre as dietas, comprometendo as avaliações sobre a produção microbiana ruminal. / The present thesis was elaborated in three chapters, corresponding to sections 2, 3 and 4. In the first one, the aim was to evaluate the association of chitosan (C) and whole raw soybean (WRS) in diets, evaluating the intake, ruminal fermentation, digestibility and nutrient metabolism and its effects on milk production, milk fatty acids profile and the productive efficiency of lactating cows. Twenty four multiparous Holstein cows, eight of them fitted with ruminal cannula, were distributed in a replicated 4 × 4 Latin squares. The treatments were a combination of C and WRS diets arranged in a 2 × 2 factorial design. This association increased the efficiency of ruminal fermentation, reducing the bacterial population responsible for the biohydrogenation and increased the unsaturated fatty acids in milk. The C and WRS diets caused a significant reduction in DMI and nutrient digestibility, in microbial protein synthesis and milk yield. However, the addition of C in diets without a lipid supplementation may be a good nutritional strategy to increase the N retention and increase the food efficiency of lactating cows, and, indeed, to increase the unsaturated fatty acids content, mainly cis-9, trans-11 CLA. In the second chapter, the objective was to evaluate the external indicators Cr2O3 and TiO2 and the indigestible internal DM, NDF and ADF that were determined in in situ different incubation bags from the accuracy, precision and robustness of the fecal excretion estimates in a digestion assay with different dairy cow diets. Eight cows fitted with ruminal cannula were used to perform total fecal collection over 24, 48 and 72 hours. The Cr2O3 generated accurate estimates, however, the fecal recovery and robustness were affected by the ether extract intake. The TiO2 indicator showed incomplete fecal recovery, low accuracy, precision and robustness. Among the combinations for the internal indicators, the iNDF in polyester bags had a complete recovery and generated the most accurate and robust estimates. The lack of accuracy and precision of the indicators have a big impact on the digestibility estimates. In the third chapter, the aim was to evaluate the use of creatinine as an indicator of urinary volume. It would be possible to estimate the total excretion of purine derivatives to evaluate the ruminal microbial protein synthesis in different cow diets. Also, eight multiparous cows fitted with ruminal cannula were used to make total urine collection over 24, 48 and 72 hours. The creatinine was affected by the study experimental conditions, including dietary effect and variations according to period and animals. The relationship between observed and estimated excretion of purine derivatives should be viewed with caution, because the urinary volume was underestimated and the estimates did not identify the correct differences between diets, that could compromise the evaluations of ruminal microbial production.

As restrições impostas a utilização de antibióticos como aditivos alimentares para bovinos têm estimulado a busca por tecnologias alternativas. Nesse sentido, foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes aditivos alimentares orgânicos e antibióticos sobre o desempenho, metabolismo ruminal, características de carcaça e qualidade da carne de bovinos Nelore confinados recebendo dietas com alta proporção de concentrado. As dietas continham 85% de concentrado e 15% de volumoso e os aditivos correspondentes aos tratamentos, sendo eles: 1) Aditivo orgânico (Fator P®) (A0), 2) Aditivo orgânico + Monensina sódica (AO+M), 3) Aditivo orgânico + enzimas amilolíticas (AO+E), 4) Monensina sódica + Virginiamicia (M+V). No experimento 1, 45 tourinhos da raça Nelore com 24 meses de idade e peso médio inicial de 373±32 kg, foram alojados em 4 baias coletivas equipadas com portões eletrônicos, para controle individual da alimentação, em um delineamento em blocos casualizados (peso inicial). Durante o confinamento foram analisadas as características de desempenho e de carcaça por ultrassonografia. Após 88 dias de confinamento os animais foram abatidos e analisadas características de carcaça, qualidade da carne e teste sensorial de aceitação pelo consumidor. No experimento 2 foram utilizados 8 novilhos da raça Nelore, com cânulas ruminais em um delineamento em quadrado latino 4 x 4 duplicado, com quatro tratamentos e 4 períodos de 21 dias, sendo realizadas análises de degradabilidade, pH ruminal e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). As características de desempenho, bem como as variáveis de degradabilidade ruminal não foram influenciadas pelos diferentes aditivos. O tratamento M+V apresentou maior pH ruminal (P&lt;0,05), enquanto os tratamentos AO+M e AO+E apresentaram maiores concentrações de ácido acético e do total de AGCC (P&lt;0,05). Maiores concentrações de ácido butírico foram encontrados nos tratamentos AO e AO+M (P&lt;0,05). Os tratamentos não influenciaram o peso de carcaça quente, rendimento de carcaça, área de olho de lombo, pH da carcaça 24h após o abate, cor e lipídios totais. O tratamento M+V apresentou maior EGSU enquanto o tratamento AO+E apresentou menor EGPU (P&lt;0,05) em relação aos demais. O tratamento AO apresentou menor perda por cocção em relação aos demais (P&lt;0,05), sendo observado maiores escores de suculência para os tratamentos AO, AO+M e AO+E (P&lt;0,05) e maiores escores de textura e qualidade global para os tratamentos AO e AO+M (P&lt;0,05). O uso de aditivos orgânicos pode ser uma alternativa ao uso dos antibióticos tradicionais na terminação de bovinos confinados com dietas com alta proporção de concentrado, sem alterar os níveis produtivos, sugerindo possível melhora na aceitação pelo consumidor. / The restrictions applied for the use of antibiotics with feed additives for cattle have stimulated the search for alternative technologies. In this sense, two experiments were conducted to evaluate the effect of different organic food additives and antibiotics on performance, ruminal metabolism, carcass characteristics and meat quality of feedlot Nellore cattle fed high concentrate diet. The diets contained 85% of concentrate and 15% of corn silage and additives corresponding to each treatment: 1) Organic additive (AO), 2) Organic additive + Monensin sodium (AO+M), 3) Organic additive + amylolytic enzymes (AO+E), 4) Monensin sodium + Virginiamycin (M+V). In the experiment 1, 45 Nellore steers with 24 months of age and initial body weight of 373 ± 32 kg were allotted in four collective pens equipped with electronic gates for individual control of feeding in a randomized complete block design. During the feedlot, animal performance and carcass characteristics were analyzed by ultrasonography. After 88 days of feedlot, the steers were slaughtered and carcass characteristics, meat quality and sensorial acceptance test by the consumer were analyzed. In the experiment 2, eight Nellore steers with ruminal cannulas were used in a 4 x 4 duplicate Latin square design, with four treatments and four periods of 21 days. Degradability, ruminal pH and short chain fatty acids (AGCC) were evaluated. The different additives did not influence the performance characteristics, as well as, the ruminal degradability variables. The M+V treatment had higher ruminal pH (P&lt;0.05), whereas AO+M and AO+E treatments had higher concentrations of acetic acid and total AGCC (P&lt;0.05). Higher concentrations of butyric acid were found in AO and AO + M treatments (P&lt;0.05). The treatments did not influence hot carcass weight, carcass yield, ribeye area, carcass pH 24h after slaughter, color nor total lipids. The M+V treatment showed higher EGSU while the AO + E treatment presented lower EGPU (P &lt;0.05) when compared with others. The AO treatment presented lower cooking loss (P&lt;0.05), with higher succulence scores for AO, AO+M and AO+E treatments (P&lt;0.05), and higher texture and quality scores for AO and AO+M treatments (P&lt;0.05). The use of organic additives can be an alternative to the use of traditional antibiotics in finishing cattle fed high concentrate diets without affecting the production levels, suggesting possible improvement in consumer acceptance.

A solução salina hipertônica (SSH) é reconhecida por seu efeito ressuscitador em animais com choque hipovolêmico, aumentando a passagem de fluidos de outros órgão e tecidos para a corrente circulatória. Bovinos acometidos com acidose láctica ruminal aguda (ALRA) freqüentemente apresentam quadros de variável desidratação devido à passagem de fluidos do organismo para o rúmen, além do estabelecimento de acidose sistêmica, devido à absorção de ácido láctico ruminal. Como o SSH aumenta o volume de urina excretada seria plausível o efeito desta solução na excreção de íons H+ e lactato na urina de animais com ALRA. Doze bovinos machos, mestiços e de um ano de idade foram utilizados para avaliar o efeito do tratamento adicional de SSH sobre a (ALRA). Após período de adaptação e implantação de cânula no rúmen os animais foram submetidos à indução de ALRA por meio de quantidade calculada de sacarose administrada diretamente no rúmen. Após 20 horas da indução os animais foram aleatoriamente divididos em dois grupos iguais. Um deles (SSH) foi tratado com 5 mL/kg P.V. de uma solução de SSH a 7,5 %, dentro de 15 min, e 20 mL/kg/P.V. de solução salina isotônica (SSI) no decorrer dos próximos 165 minutos. Foram ainda retirados 5 L de conteúdo ruminal e adicionado igual quantidade de água no rúmen. O outro grupo (SSI) foi medicado da mesma forma, com exceção do SSH que foi substituído por 5 mL/kg PV de SSI. Variáveis foram mensuradas no momento 0 (MO), na 20 h (M20h) e no decorrer dos tratamentos com ISS ou SSH (M30´, M60´, M120´e M180´). Ao término desses tratamentos todos os animais foram medicados com quantidades calculadas de solução de 1,3 % de bicarbonato de sódio IV. A acidose ruminal obtida pela indução foi de grau médio a moderado, a acidose sistêmica e a intensidade de desidratação de graus moderados. A adição de água no rúmen nos primeiros 30 min. uma ligeira acidemia (0,03 graus de pH) acompanhada de discreta hipercapnia, além de gerar um aumento significativo na osmolalidade sérica favorecendo a absorção de fluidos do rúmen para a corrente sanguínea, avaliada pelo aumento de osmolalidade ruminal. Essa condição melhorou temporariamente o restabelecimento do volume globular. O tratamento com SSH ainda permitiu a maior excreção urinária, acompanhada de aumento da taxa de filtração glomerular e maiores eliminações de íons H+, lactato e fósforo. Existiu uma alta relação positiva entre a excreção de fósforo e pH urinários (R2= 0,562). O tratamento com SSH não gerou quaisquer reações colaterais. Os presentes resultados indicam que é vantajoso e adequado o tratamento de quadros de ALRA com SSH, em relação ao protocolo com SSI. / Hypertonic saline solution (HSS) is known by causing a resurrection effect in animals with hypovolemic shock, through the passage of fluids from other organs and tissues to the blood stream. Cattle with acute rumen lactic acidosis (ARLA) usually present different degrees of dehydration, caused by the migration of fluids from the body toward the rumen, besides the development of systemic acidosis by the absorption of ruminal lactic acid. As the HSS increases the volume of excreted urine would be plausible to suggest that this solution could enhance the urinary excretion of H+ and lactate in cattle with ARLA. Twelve yearling, cross-bred, male cattle were used to evaluate the effect of the additional treatment with HSS on cattle with ARLA. After an adaption period, when a rumen cannula was implanted, the animals were submitted to an induction of ARLA by a calculated amount of sucrose into the rumen. Twenty hours later the cattle were randomly divided in two equal groups. The 1st group was treated with 5 mL/kg BW with 7.5 % HSS, within 15 min, and 20 mL/ kg BW of isotonic saline solution (ISS) for the next 165 min. Five litres of rumen fluid was withdraw and equal volume of water was added into the rumen. The following group was treated equally, but the HSS that was changed to the same volume of ISS. Several variables were measured at different times of the experiment. At the end of this protocol all animals were treated with calculated amounts of 1.3% sodium bicarbonate solution IV. The induction caused a medium to moderate ruminal acidosis, and a moderate degree of systemic acidosis and dehydration. The administration of water caused a sharp decrease in the rumen osmolality. The treatment with HSS caused a mild academia (0.03 degree of pH) followed by a discrete hypercapnia, besides generating a significant increase in the serum osmolality, which favours the rumen fluid absorption into the blood stream. This condition improved temporarily the recovering of globular volume. The treatment with HSS also increased the urinary volume excreted followed by the improvement of the glomerular filtration ratio and the global excretion of H+, lactate and phosphorus. A high positive relationship was found between the excretion of urinary phosphorus and urine pH (R2 = 0,562). No side effects were seen in cattle treated with HSS. The present results show that is beneficial and adequate the treatment of ARLA with HSS, as compared to the protocol with ISS.