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Ração concentrada para bovinos (página 2)

Lana, P.P.

3. Eficiência de uso de rações concentradas

No Brasil, não tem sido feito cálculo da eficiência de uso de suplementos concentrados para gado de corte e gado de leite, que poderia explicar a baixa adoção de ração concentrada bem como os desempenhos produtivos do rebanho brasileiro, como apresentado acima. Várias estratégias de suplementação pós-desmama a pasto nas condições do Brasil central já foram estudadas, mas pouco foi estudado sobre os níveis de oferta de concentrado, bem como o seu custo, o qual pode influenciar de maneira significativa nas tomadas de decisões pelo produtor rural e otimizar a eficiência econômica (THIAGO et al., 2002a, 2002b). Segundo MATOS (2003), "existe uma dificuldade tremenda em raciocinarmos quantitativamente. Deveríamos ter a curiosidade de perguntar em quanto o tratamento suplementado supera o não suplementado".

Segundo McCollum e Horn, 1990, citados por BODINE & PURVIS (2003), a conversão de suplemento por bovinos sob pastejo menor que 3 quilos por quilo de acréscimo no ganho de peso (3:1) indica sintoma de deficiência de nitrogênio e conversão igual ou acima de 8:1 é típica de suplementação energética e representa ineficiência na utilização de nutrientes suplementares (efeito associativo negativo).

Estudos da eficiência de uso de suplemento expressa em quilo de acréscimo no ganho de peso ou produção de leite por quilo de suplemento, ou vice-versa, comparado ao tratamento controle, conforme apresentado por LANA (2004), é uma boa ferramenta na decisão de quando e quanto de concentrado usar na suplementação de bovinos de corte e leite, a pasto ou em confinamento. Pode-se, ainda, obter um cálculo simples e direto do quanto se gasta por animal e por dia e qual é o retorno em termos de carcaça e leite comercializáveis, permitindo-se maximizar a resposta animal à suplementação e reduzir o desperdício de ração, cujos ingredientes podem ser melhores utilizados por outras espécies animais ou mesmo para o consumo humano.

4. Suplementação a pasto

As primeiras análises de eficiência de uso de suplementos por animais em crescimento a pasto no Brasil no período da seca foram publicadas por LANA (2000) e LANA & GOMES JR. (2002), conforme Equação 1 e Tabela 1 apresentadas abaixo. Para isto, utilizaram-se publicações sobre suplementação de bovinos em pastagens, nos anais das reuniões anuais da Sociedade Brasileira de Zootecnia, entre os anos de 1989 a 1995.

Foram utilizadas informações de um grande número de animais (1230), de experimentos (25) e de tratamentos (74).

Equação 1: GDP = 125 + (0,142 x CSUPL) r2 = 0,72 em que GDP = ganho de peso, em g/dia; CSUPL = consumo de suplemento, em g/animal/ dia; e 0,142 = kg de GDP/kg de CSUPL.

Pode-se verificar as relações de 7 a 10 kg de ração concentrada por cada kg de ganho adicional de peso, que correspondem à recíproca do coeficiente da equação de regressão linear (1/b). Estes resultados se aproximam daqueles apresentados para suplementação energética por HORN et al. (1995) e BODINE et al. (2001).

Em pesquisa mais recente foram encontrados valores de 10 e 13:1 com base em suplementação protéica e energética, respectivamente, para bovinos em terminação em pastagens (Baroni et al., 2006).

Os resultados da Equação 1 e Tabela 1 demonstram que a suplementação com quantidade liberal de concentrado, para bovinos em crescimento em pastagens, é antieconômica, a não ser que haja aumento no preço do boi durante o período da entressafra.

Para efeito de ilustração, considerando o custo de 1 kg de suplemento = R$0,50, e que o animal ao consumir este suplemento produzirá de 0,101 a 0,142 kg de GDP (Tabela 1 e Equação 1, respectivamente), o equivalente em reais de carcaça comercializável será R$0,27 (((0,101+0,142)/2)*0,60*1/15*55), inferior ao custo com suplementação. O valor 0,60 corresponde ao rendimento de carcaça no ganho de peso na fase de terminação, 1/15 corresponde à conversão de kg de carcaça em arroba e 55 ao custo da arroba de carcaça em reais.

Há quem afirma que o suplemento apresenta como vantagem o aumento da capacidade de suporte da pastagem, mas substituir pastagem por concentrado com esta finalidade representa desperdício de alimentos nobres, pois o custo de 1 kg de matéria seca de pasto consumido pelos animais vale hoje R$0,04, ou seja, 6% (12,5 vezes menor) do valor do concentrado (R$0,50/kg). Para chegar ao valor de R$0,04, basta considerar que o aluguel por cabeça está na faixa de R$8,00/mês para um animal em crescimento e este consome em média 210 kg de matéria seca/mês. Além do mais, a conversão do pasto em ganho de peso é de 21:1, que é apenas 2 a 3 vezes pior que aquela observada substituindo o volumoso pelo concentrado (7 a 10:1).

Cálculos de eficiência obtidos a partir dos dados de desempenho apresentados por PAULINO et al. (2001) e THIAGO et al. (2002a, 2002b; 2003a; 2003b) demonstram predominância de baixa eficiência do uso de concentrados por animais em pastejo, com valores médios entre 6 a 10 quilos de suplemento por quilo de acréscimo no ganho de peso, a exemplo daqueles valores apresentados por HORN et al. (1995), LANA (2000), BODINE et al. (2001), LANA & GOMES JR. (2002) e BODINE & PURVIS (2003).

Ao analisar todos os resultados apresentados, verificam-se melhores eficiências de uso de suplementos para animais mais jovens, recebendo menores níveis de suplemento e com suprimento de proteína verdadeira e/ou nitrogênio não protéico em pastagens deficientes em nitrogênio.

5. Ração concentrada para bovinos de corte em confinamento

LANA (2004) analisou um banco de dados de sete pesquisas usando níveis crescentes de concentrado por bezerros e novilhos em crescimento/terminação em confinamento (ARAÚJO et al., 1998; FERREIRA et al., 1998; OLIVEIRA et al., 1998; SIGNORETTI et al., 1999; GESUALDI Jr. et al., 2000; RESENDE et al., 2001; SILVA et al., 2002), constatando-se ganho de peso de 650 g/animal/dia na ausência de concentrado, valor este já elevado, e acréscimo de apenas 1 kg de ganho de peso por 10 kg de consumo de concentrado (Figura 1), ou seja, conversão de 10:1, semelhante ao resultado observado por animais sob pastejo (Tabela 1). Esse valor é obtido pela recíproca do coeficiente da equação de regressão linear (1/b).

Em nenhum dos trabalhos de pesquisa envolvendo nível crescente de concentrado foi avaliado o efeito da quantidade diária do mesmo sobre o ganho de peso. O aumento do nível de concentrado na ração a partir de 1,5 kg/animal/dia não mostra melhora satisfatória no desempenho animal, e a melhoria do nível nutricional causa aumento no custo de alimentação, o que, às vezes, pode tornar a atividade de baixa rentabilidade. Conversão de concentrado em ganho de peso de 10:1 representa um enorme desperdício de alimentos nobres, que poderiam ser exportados, usados para outros animais com maior eficiência ou usado até na alimentação humana.

O Sistema Viçosa de Formulação de Rações (LANA, 2003) superestimou o ganho de peso em apenas 4% (Tabela 2), mostrando estar adequado na predição do desempenho de bovinos em confinamento. Verifica-se que o ganho de peso predito pelo sistema aumenta em apenas um quilo por cada 10 kg de concentrado consumido, como aconteceu com os valores observados, fazendo com que o custo por quilo de ganho de peso aumente com aumento do uso de concentrado (R$1,72; 1,96; e 2,08 para 0; 2,5; e 5,0 kg de concentrado/animal/dia). Por estes dados, verifica-se que a decisão sobre o ganho diário a ser obtido em confinamento deve ser feita em função do custo dos alimentos volumosos e concentrados, e que muitas vezes leva ao menor uso de alimentos concentrados.

6. Ração concentrada para vacas leiteiras

Ao formular rações concentradas para vacas leiteiras em pastagens tropicais no período das águas, utilizando o NRC (1989 e 2001), verifica-se necessidade do aumento do fornecimento de concentrado com o aumento na produção de leite, na proporção média de 0,435 quilos por cada litro de leite (ou 2,3 litros de leite por quilo de concentrado).

Entretanto, em uma pesquisa publicada por Pratt et al., em 1961, nos Estados Unidos, e citada por MATTOS (1995), verifica-se que o fornecimento de 1,8 kg de concentrado reduziu o consumo de matéria seca (CMS) e aumentou a produção de leite em apenas 2,0 kg (1,11 kg de leite/kg de ração) em relação ao tratamento controle (Tabela 3). Ao se fornecer 3,5 kg de concentrado, o CMS caiu ainda mais, fazendo com que a produção de leite também caísse. Nesse caso, o resultado foi pior, pois a produção de leite aumentou apenas 1,7 kg comparado ao tratamento sem ração (0,49 kg de leite/kg de ração).

Considerando que um quilo de ração custa R$0,50 e o estímulo na produção de leite proporcionou 0,49 e 1,11 kg/kg de ração e conseqüentemente R$0,20 e R$0,44 ao produtor,

o uso de ração pode ser antieconômica, mesmo considerando baixo nível de suplementação como ocorreu neste trabalho. Embora MATTOS (1995) tenha afirmado que somente os 2-4 kg iniciais de ração é que proporciona maior resposta na produção de leite, verifica-se que, na verdade, mesmo os 2-4 kg iniciais não apresentam boa resposta do ponto de vista econômico. Ressalva-se que nesse estudo não foram consideradas as condições corporais dos animais e a eficiência reprodutiva, que devem ser avaliadas paralelamente. BARGO et al. (2003), em extenso trabalho de revisão sobre vacas suplementadas a pasto, encontraram valores de 0,60 a 1,45 kg de leite/kg matéria seca de ração, com predominância de 1,0 kg de leite/kg de matéria seca de ração.

A baixa resposta na produção de leite pelo uso de ração concentrada pode também ser verificada em experimentos publicados no Brasil. Em sete experimentos com vacas mantidas em boas pastagens, predominantemente de capim-elefante e coast-cross (ABRAHÃO & RAMOS, 1985; VALLE et al., 1986a,b; VALLE et al., 1987; LOZANO et al., 1987; DERESZ & MATOS, 1996; VILELA et al., 1996; e ALVIM et al., 1997), as vacas produziram de 6,8 a 13,5 kg de leite/dia, sem uso de ração concentrada, e responderam com média e desvio-padrão de 0,65 + 0,41 kg de leite/kg de ração (Tabela 3; LANA, 2004).

A Figura 2 ilustra a resposta em produção de leite média de 11 experimentos em função do fornecimento do concentrado, em que verifica valor de 0,72 kg de leite/kg de ração. De acordo com DERESZ & CÓSER (2001), considerando resposta de 0,5 a 1,0 kg de leite/kg de ração, há necessidade da avaliação do retorno em capital com venda de leite em relação ao gasto com ração. Uma vez que 0,65 kg de leite equivale atualmente a R$0,26 ao produtor e um quilo de ração R$0,50, pode-se inferir que nesse ponto de vista a ração não é viável economicamente.

Verifica-se no experimento de VALLE et al. (1986b) que 4 kg de concentrado propiciou acréscimo de 0,25 e 0,15 kg/animal/dia no ganho de peso corporal no período da seca e águas, respectivamente (Tabela 3). Estes ganhos são pouco expressivos, pois permitem acréscimo de apenas 15 a 25 kg em um período de 100 dias, mas pode ser favorável à melhora na eficiência reprodutiva. Uma vez que o ganho de peso e a produção adicional de leite mal cobrem o custo com suplementação, pode-se afirmar que a ração concentrada pode ser utilizada como estratégia de manejo para aumentar a eficiência reprodutiva do rebanho, podendo ser reduzida ou retirada com o decréscimo na produção de leite após a concepção, que ocorre em torno de 60 dias após o parto. Davison et al., em 1985, citados por GOMIDE (1998), sugeriram usar quantidade diária decrescente de 3,5; 2,2; e 1,0 kg de concentrado a cada período sucessivo de 90 dias de lactação.

 

COSTA et al. (2003) avaliaram o desempenho de vacas leiteiras em confinamento total, submetidas à cana-de-açúcar corrigida com uréia e três níveis de concentrado (Tabela 3), e reportaram produção de leite de 17 kg/animal/dia utilizando-se 7 kg de concentrado. A resposta em produção de leite foi baixa pelo aumento no fornecimento de concentrado, onde houve acréscimo de 0,29 e 0,48 kg de leite por cada quilo de concentrado, para os tratamentos com 50 e 60% de concentrado, respectivamente, comparado ao tratamento com 40%.

A maior produção de leite na ausência de concentrado de todos os trabalhos citados na Tabela 3 foi verificada por VILELA et al. (2003a), com 15,6 kg/vaca/dia em pastagem de capim-elefante na águas. Este trabalho apresenta também a maior resposta na produção de leite pelo uso de concentrado (1,7 a 1,9 kg de leite por quilo de concentrado). Nesse experimento, foi usado caroço de algodão em vez de ração farelada, talvez justificando a melhor resposta. Os autores obtiveram resposta econômica satisfatória, uma vez que o preço do leite e do caroço de algodão equivalia a R$0,42 e R$0,40/quilo, respectivamente.

Embora VILELA et al. (2003a) não tenham avaliado o efeito do caroço de algodão sobre o peso corporal, verifica-se no trabalho de VILELA et al. (2003b) com vacas em lactação, mantidas em pastagem de coast-cross no período das águas e recebendo 9 kg/animal/dia de ração, que o grão de soja tostado (35% da ração) permitiu produção de leite e ganho de peso de 22,2 e 0,37 kg/dia, comparado ao farelo de soja, que foi de 19,8 e 0,11 kg/dia. Entretanto, ressalta-se os pesos corporais iniciais das vacas diferiram em 85 kg a favor do tratamento com grão de soja tostado, que pode ter beneficiado este tratamento.

Para melhor avaliação do uso de rações concentradas na nutrição de vacas leiteiras, há necessidade de realizar experimentos estudando níveis crescentes não apenas sobre produção de leite, como na maioria dos trabalhos científicos consultados, mas também sobre a condição corporal, fertilidade, aspectos econômicos, etc, ao longo da lactação, necessitando para isso usar delineamentos em blocos casualizados em vez de quadrados latinos.

7. Resposta marginal na produção de leite e no ganho de peso em função do uso de concentrado

Em uma revisão sobre produção e digestão de vacas leiteiras suplementadas a pasto, BARGO et al. (2003) afirmam que a taxa marginal de aumento na produção de leite (produção de leite por quilo de concentrado em relação ao tratamento anterior em vez do tratamento controle, sem ração) é curvilínea, ou seja, o aumento na produção de leite por quilo de concentrado diminui com o aumento no fornecimento de concentrado. Os autores afirmam ainda que a taxa marginal de aumento na produção de leite diminuiu em alguns estudos para níveis de concentrado acima de 3,3 a 4,4 kg/animal/dia, quando a pastagem era de boa qualidade e as vacas eram de moderado potencial genético.

Lekchom et al., 1989, citados por GOMIDE (1998), também verificaram aumento decrescente na produção de leite com o aumento no fornecimento de concentrado e decréscimo progressivo na renda líquida para níveis de suplementação acima de 2,5 kg de concentrado/animal/dia.

Em pesquisa sobre fornecimento crescente de concentrado com 24% de proteína bruta, a bovinos em crescimento sob pastejo em capim-baquiária, no período de transição águas-seca e período da seca, GOES (2004) e LANA et al. (2005) verificaram piora na conversão do suplemento com aumento de seu fornecimento (Tabela 4 e Figura 3A), podendo chegar à incrível conversão de 40 kg de concentrado por kg de acréscimo no ganho de peso em relação ao tratamento anterior.

Este resultado, se confirmado em novas pesquisas, derruba um mito sobre a importância dada ao fator antinutricional da lignina, composto polifenólico altamente criticado pelos nutricionistas. Pelo dado acima, excesso de concentrado é extremamente mais prejudicial do ponto de vista econômico e de desempenho animal que a lignina presente em volumosos com baixo valor nutritivo, pois a pastagem no período da seca, se corrigida com suplementação nitrogenada, proporciona conversão alimentar em gado de corte de 20 a 25:1, e seu custo é de R$0,04/kg de matéria seca consumida (ver item 4), nove vezes mais barato que o milho (R$0,37/kg). Esta afirmativa tem respaldo biológico, pois animais ruminantes convivem com a lignina presente nas gramíneas por mais de 7 milhões de anos (VAN SOEST, 1994) e somente a partir do final do último milênio, têm recebido alimentos concentrados em suas dietas.

A resposta no ganho de peso pelo aumento do fornecimento do suplemento é curvilínea (Figura 3A), conforme relatado por BARGO et al. (2003) para produção de leite. Uma maneira inédita de se avaliar este comportamento é realizando-se a análise de regressão linear da recíproca do ganho de peso ou produção de leite em função da recíproca do fornecimento do concentrado (Figura 3B), conhecido como "Lineweaver-Burk plot" (RUSSELL, 1984). Neste caso foi possível obter equação com alto coeficiente de determinação, e que permitiu estimar com precisão valores de ganho de peso próximo aos observados (Figura 3C).

A equação 1/GDP = (0,26 x 1/suplemento) + 1,33 apresentada na Figura 3B permite obter algumas importantes informações, como o ganho de peso teórico máximo (GDPmax), a quantidade de suplemento necessário para se obter metade da resposta máxima no ganho de peso (SUPL50%GDPmax), bem como para se obter 60, 70, 80, 90, 95%, etc, desta resposta. Permite ainda obter a quantidade de suplemento em que a relação benefício-custo é zero. A Figura 3D ilustra bem a redução na resposta no ganho de peso quando se objetiva aumentar

o ganho pelo aumento da suplementação, ou seja, apesar de se dobrar o fornecimento de suplemento em relação ao tratamento anterior, o diferencial de resposta no ganho de peso diminuiu em relação ao diferencial anterior. Outra observação a ser feita na Figura 3D é que os pontos são eqüidistantes na perspectiva do eixo X, mas pode-se notar que em plano bidimensional, a distância entre os pontos varia pouco (baixa eficiência) para nível de suplementação acima de 0,6 kg/animal/dia ou acima de 2/3 da resposta máxima.

O ganho de peso teórico máximo é obtido pela recíproca do intercepto, isto é, GDPmax = 1/a = 1/1,33 = 0,75 kg de GDP/animal/dia. A quantidade de suplemento necessário para se obter metade da resposta máxima no ganho de peso (SUPL50%GDPmax) = b/a = 0,26/1,33 = 0,20 kg de suplemento. A quantidade de suplemento necessária para 50% da resposta máxima (SUPL50%GDPmax) pode ser obtida também da seguinte maneira: 1/(0,50 x 0,75) = (0,26 x 1/suplemento) + 1,33 suplemento = 0,2 kg/animal/dia. Respostas de 60, 70, 80, 90 e 95% do ganho de peso teórico máximo ocorre em níveis 0,29; 0,45; 0,77; 1,72; e 3,54 kg/animal/dia, mostrando redução na eficiência de resposta com aumento da suplementação. Observa-se que a metade da resposta máxima teórica no ganho ocorre com valor próximo a 17,5 vezes menos suplemento ou 5,6% da suplementação necessária para atingir 95% do ganho máximo.

A quantidade de suplemento em que a relação benefício-custo é zero ocorre quando o retorno financeiro com o aumento de peso se iguala ao gasto com suplemento. Aumento de 1 kg de peso vivo proporciona aumento de R$ 2,20 em carcaça comercializável (1 x 0,60/15 x 55), que permite adquirir 4,4 kg de suplemento a 0,5/kg, em que o valor 0,60 corresponde ao rendimento de carcaça no ganho de peso na fase de terminação, 1/15 corresponde à conversão de kg de carcaça em arroba e 55 ao custo da arroba de carcaça em reais. Conversão de concentrado pior que 4,4:1 ocorre com suplementação entre 0,6 a 0,8 kg/animal/dia, quando comparado ao tratamento anterior, e acima de 1,6 kg/animal/dia, quando comparado ao tratamento controle (Tabela 5).

8. Respostas biológicas ao suprimento de nutrientes

Monod, em 1949, citado por RUSSELL (1984), verificou que a taxa de crescimento microbiano era dependente da concentração de substrato e ambos foram relacionados à cinética de saturação típica de sistemas enzimáticos. RUSSELL (1984) confirma que as bactérias comportam como enzimas ao apresentar resposta curvilínea na taxa de crescimento em função do aumento do fornecimento de substrato, conforme o modelo de Michaelis-Menten, apresentado a seguir: k = (kmax x S)/(ks + S), em que k é a taxa específica de crescimento, kmax é a máxima taxa de crescimento, S é a concentração de substrato e ks é a concentração de substrato que permite a metade da taxa de crescimento máximo.

O procedimento estatístico denominado "Lineweaver-Burk plot" permite obter as constantes kmax e ks da equação de Michaelis-Menten (RUSSELL, 1984), em que é feita a análise de regressão linear da recíproca da taxa de crescimento microbiano em função da recíproca da concentração do substrato. O valor de kmax é obtido pela recíproca do intercepto da equação de regressão linear ou 1/a; e ks é obtido dividindo-se a inclinação pelo intercepto ou b/a (LANA et al., 2005).

A resposta curvilínea do ganho de peso, ou taxa de ganho de peso, em kg/animal/dia (Figura 3) assemelha-se àquela descrita por Michaelis-Menten para sistemas enzimáticos e por RUSSELL (1984) para taxa de crescimento microbiano. Este tipo de resposta pode ser observado também em outras situações, como resposta das pastagens à adubação, e tem grande aplicação prática e econômica nas condições brasileiras. A baixa disponibilidade de nutrientes no solo e o baixo valor nutritivo dos alimentos, especialmente as plantas forrageiras, faz com que as plantas e animais sob condições de subnutrição respondem eficientemente a um baixo nível de fornecimento de nutrientes, ou seja, a constante ks (concentração de substrato que permite a metade da taxa de crescimento máximo) é extremamente reduzida em condições de subnutrição.

Observa-se na Figura 4 (LANA et al., 2005), com base em dados publicados por MOREIRA et al. (2004a, 2004b), que a máxima disponibilidade teórica de matéria seca de pastagem de Brachiaria decumbens no período das águas é de 10 toneladas por hectare, ou seja, DISPmax = 1/a = 1/0,0001, que ocorre em nível de adubação acima de 300 kg de N/ha e a quantidade de nitrogênio para causar metade da resposta máxima na disponibilidade de matéria seca (NITR50%DISPmax) = b/a = 0,0031/0,0001 = 31 kg de N por hectare (Figuras 4A e 4B), demonstrando ser extremamente reduzida em solos tropicais. Respostas de 60, 70, 80, 90 e 95% em relação à máxima disponibilidade teórica de matéria seca ocorre em níveis de adubação de 47, 72, 124, 279 e 589 kg de N por hectare, mostrando redução na eficiência de resposta com aumento da adubação. Observa-se que a metade da resposta máxima teórica na disponibilidade de matéria seca é obtida com valor próximo a 19 vezes menos nitrogênio, ou seja, com 5% da adubação nitrogenada necessária para atingir 95% da resposta máxima.

A taxa de lotação máxima teórica é de 6,48 UA/ha, ou seja, TLmax = 1/a = 1/0,1543 e a quantidade de nitrogênio para causar metade da resposta máxima na taxa de lotação (NITR50%TLmax) = b/a = 10,9/0,154 = 70,8 kg de N por hectare (Figuras 4C e 4D).

Respostas de 60, 70, 80, 90 e 95% em relação à taxa de lotação máxima teórica ocorre em níveis de adubação de 106, 165, 283, 636 e 1341 kg de N por hectare, mostrando redução na eficiência de resposta com aumento da adubação. A metade da resposta máxima teórica em taxa de lotação pode ser obtida com 5% de adubação nitrogenada.

O ganho de peso por bovinos em crescimento máximo teórico é de 1000 kg/ha/110 dias, ou seja, GDPmax = 1/a = 1/0,001 e a quantidade de nitrogênio para causar metade da resposta máxima no ganho de peso (NITR50%GDPmax) = b/a = 0,123/0,001 = 123 kg de N por hectare (Figuras 4E e 4F). Respostas de 60, 70, 80, 90 e 95% em relação à taxa de lotação máxima teórica ocorre em níveis de adubação de 185, 287, 492, 1107 e 2337 kg de N por hectare, mostrando redução na eficiência de resposta com aumento da adubação. A metade da resposta máxima teórica em ganho de peso pode ser obtida com 5% de adubação nitrogenada

Estudos conduzidos no norte da Austrália também demonstraram resposta decrescente na produção de leite com aumento da adubação nitrogenada em pastagem de capim rodes (Chloris gayana). A resposta foi de 8 e 4,5 kg de leite por kg de nitrogênio, com aumento do nível de nitrogênio de 0 para 150 e 150 para 600 kg/ha/ano, respectivamente (Cowan et al., em 1995, citados por ASSIS, 1997).

A viabilidade econômica da adubação de pastagens, além de depender da relação entre os preços do adubo e do leite, depende também da eficiência de uso do nitrogênio (GOMIDE, 1998), expressa em quilo de acréscimo no ganho de peso ou produção de leite, por quilo de nitrogênio, que no caso de vacas leiteiras varia de 8,6 a 19,6 kg de leite/kg de nitrogênio para vacas com produção de 8 a 12 kg de leite/dia, respectivamente (Boin, em 1986, citado por GOMIDE, 1998).

Conforme relatado anteriormente, Monod, em 1949, citado por RUSSELL (1984), verificou que a taxa de crescimento microbiano era relacionada à cinética de saturação típica de sistemas enzimáticos, sendo descrita pelos modelos de Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk, devido à resposta curvilínea na taxa de crescimento em função do aumento do fornecimento de substrato. Verifica-se nas Figuras 3 e 4, que as taxas de crescimento animal e vegetal também se assemelham à cinética enzimática ao apresentar resposta curvilínea em função do fornecimento de nutrientes. Estas constatações, apesar de ainda não serem reconhecidas, fazem sentido, pois tanto os animais quanto os vegetais, dependem da atuação de sistemas enzimáticos.

Novas pesquisas (Pimentel et al., 2006) confirmam o rendimento decrescente na produção de leite pela suplementação concentrada de vacas sob pastejo. Todas estas respostas estão associadas ao fenômeno da cinética de saturação enzimática de Michaelis-Menten, em que a atividade enzimática não mais altera após um determinado nível de substrato. Este conceito parece ser um elo perdido que liga a Nutrição à Bioquímica, duas ciências correlatas.

O uso de modelos de cinética de saturação enzimática de Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk na avaliação de respostas produtivas de animais e plantas, conforme proposta de Lana et al. (2005) e Lana (2006, 2006b, 2006c), tem um potencial enorme na agricultura. Estes modelos permitem maximizar a eficiência de uso dos recursos naturais finitos e não renováveis, como as fontes de minerais, a exemplo do fósforo e alguns microelementos minerais, em que as reservas mundiais são suficientes para mais 60 anos, se continuar a tendência atual de utilização. Os modelos permitem ainda calcular o nível ótimo de uso de nutrientes, baseado na relação benefício-custo a na lei de rendimentos decrescentes; e controle da poluição ambiental. A exemplo, excesso de adubação nitrogenada e fosfatada causa contaminação do solo e dos cursos d'água, e parte do nitrogênio da adubação é transformado em óxido nitroso (N2O) que retém 13 vezes mais calor na atmosfera que o metano (CH4) e 270 vezes mais que o dióxido de carbono (CO2), além de causar destruição catalítica da camada de ozônio.

9. Bioenergética – mantença e crescimento

De acordo com RUSSELL (1984), existem numerosas publicações que constataram aumento dramático na população de certas bactérias ruminais após a alimentação dos animais. Também, alguns trabalhos reportaram maiores rendimentos microbianos quando fontes de carbono eram limitantes, devido provavelmente à maior perda energética quando as fontes de carbono estavam em abundância ("energy spilling", "uncoupling", "futile cycles"). Maior resposta no ganho de peso foi constatado na Figura 3 ao se fornecer pequena quantidade de ração concentrada, diminuindo com o aumento do fornecimento. Considerando os microrganismos ruminais como modelo animal para o metabolismo energético, pode-se verificar que há perda energética ("energy spilling") pelo organismo animal de forma similar aos microrganismos.

RUSSELL & COOK (1995) afirmaram que estimativas diretas de taxa de metabolismo energético de mantença eram problemáticas até recentemente devido aos microbiologistas não terem equipamentos sensíveis para medir taxas muito baixas de produção de calor. Em meados da década de 90, WELLS & RUSSELL (1994) verificaram que a taxa de metabolismo energético de mantença da bactéria Fibrobacter succinogenes em crescimento foi no mínimo três vezes maior que a taxa endógena de bactérias em meio deficiente em energia, e que as bactérias permaneceram viáveis até a taxa endógena se apresentar 20 vezes menor que a taxa de mantença.

O sistema de energia líquida da Califórnia para gado de corte (LOFGREEN & GARRETT, 1968), posteriormente incorporado ao NRC (1976, 1978, 1984, 1989, 1996 e 2001) e Sistema Cornell -CNCPS (FOX et al., 1992), assume que a produção de calor do metabolismo de nutrientes é linear desde o jejum até o consumo de alimentos ad libitum. Para se determinar o requerimento de energia líquida de mantença, são fornecidos a dois grupos de animais alimentação restrita, suficiente para manutenção do peso corporal, e alimentação ad libitum, para mantença mais ganho de peso. A produção de calor nestes dois casos é obtida subtraindo-se do consumo de energia metabolizável, a energia retida no ganho de peso. O requerimento de energia líquida de mantença (77 kcal/PV0,75/dia para novilhos precoces) é obtido através da regressão linear da produção de calor pelos dois grupos de animais em função do consumo de energia metabolizável, e extrapolando-se para o nível zero de consumo de energia metabolizável.

A linearidade para se obter a taxa de metabolismo energético de mantença parte da premissa de que a produção de ATP por unidade de fonte de energia não muda, a composição celular permanece a mesma, e a mantença é estritamente dependente da massa celular e do tempo (RUSSELL & COOK, 1995). Entretanto, Reid & White, 1977, citados por VAN SOEST (1994), verificaram que animais em crescimento, quando submetidos à subnutrição, apresentam o crescimento compensatório com extrema eficiência, e VAN SOEST (1994) relatou que a adição de concentrado à forragem aumenta a eficiência de produção animal devido à baixa produção de calor.

Pirt, citado por RUSSELL & COOK (1995), notou que a taxa de metabolismo energético de mantença da bactéria Selenomonas ruminantium não era linear. Considerando novamente os microrganismos ruminais como modelo para o metabolismo energético animal, pode-se inferir que o sistema de energia líquida da Califórnia para gado de corte (LOFGREEN & GARRETT, 1968) não é adequado para se medir a taxa de metabolismo energético de mantença de bovinos em condições de subnutrição sob pastagens tropicais. Este sistema não permite explicar a alta resposta no ganho de peso constatado na Figura 3, ao se fornecer pequena quantidade de ração concentrada, e o aumento da eficiência de produção animal pela adição de concentrado à forragem, conforme relatado por VAN SOEST (1994).

10. Sistemas Cornell, NRC e Sistema Viçosa (LANA, 2000) ao nível de fazenda simulação do desempenho de gado de leite e gado de corte

LAGUNES et al. (1999) fizeram simulações no sistema Cornell, também conhecido como Cornell Net Carbohydrate and Protein System -CNCPS, versão 3.0, para vacas mestiças com 511 kg de peso corporal e produzindo 10 litros de leite/dia em pastagens tropicais no México. O aumento de fibra em detergente neutro de 60 para 80% na pastagem e aumento de lignina de 4 para 8% causou 35 e 22%, respectivamente, na redução da produção esperada de leite em função do consumo de energia metabolizável (Tabela 6). Maior sensibilidade na produção esperada de leite ocorreu com aumento da taxa de digestão da fração B2 dos carboidratos (fibra digestível) de 3 para 6%/h, em que a produção esperada de leite em função do consumo de energia metabolizável aumentou 88%.

FERNANDES et al. (2001) fizeram simulações no CNCPS 3.0 para vacas mestiças com 500 kg de peso corporal e produzindo 10 litros de leite/dia em dietas à base de cana-de-açúcar no Brasil, e verificaram que aumento de FDN de 40 para 60% na cana-de-açúcar e aumento de lignina de 14 para 18% causou 24 e 7%, respectivamente, na redução da produção esperada de leite em função do consumo de energia metabolizável (Tabela 7). O aumento da taxa de digestão da fração B2 dos carboidratos (fibra digestível) de 1 para 2,5%/h causou aumento de 16% na produção esperada de leite em função do consumo de energia metabolizável.

LANA (2002) fez um trabalho de simulação da suplementação alimentar de bovinos em crescimento no período da seca, utilizando-se dados de composição de pastos de Brachiaria brizanta cv. Marandu, em função da época de diferimento e utilização (Tabela 8). As informações utilizadas foram o teor de proteína bruta e digestibilidade in vitro da matéria seca, assumindo-se que este último representa o teor de nutrientes digestíveis totais.

Com base nestas informações e levando-se em consideração a composição mineral das forrageiras presentes no banco de dados da composição de alimentos do Sistema Viçosa de Formulação de Rações (LANA, 2000), foram feitas simulações de suplementação alimentar e desempenho de bovinos com 200 e 400 kg de peso corporal. O Sistema apresenta nas páginas 51 a 55 os procedimentos para formular suplementos para bovinos, sendo necessário o conhecimento da composição e valor nutritivo da pastagem, caso o técnico não deseje utilizar as composições apresentadas.

Verificou-se que, para animais com 200 kg de peso corporal ganhar 1 kg/dia no pasto diferido em fevereiro e utilizado em junho ou setembro, ou diferido em abril e utilizado em junho ou setembro, houve necessidade de 2,16; 3,60; 0,50 e 3,23 kg de suplemento/animal/dia, respectivamente. Para animais com 400 kg de peso corporal, a necessidade de suplementação foi ainda maior: 4,21; 5,86; 2,48 e 5,24 kg/animal/dia. O teor de uréia (1,4; 0,9; 9,8 e 0,9; e 5,3; 0,9; 16,5 e 0,4%, respectivamente) e o teor e a composição da mistura mineral nos suplementos também variaram muito nessas diferentes situações. O Sistema Viçosa de Formulação de Rações possibilitou formular suplementos específicos para cada situação, de uma maneira rápida e eficiente, com base em equações de estimativas de consumo de suplemento em função do peso corporal do animal e nível de uréia, permitindo formular suplementos apenas para corrigir as deficiências nutricionais ou para se obter ganhos de peso mais elevados.

Entretanto, as simulações de desempenho têm importância maior do ponto de vista acadêmico ou teórico que prático, permitindo antecipar as respostas animais a um dado tratamento. As respostas obtidas pelas simulações devem ser avaliadas em trabalhos de validação em condições reais de campo, pois muitas vezes a variabilidade de desempenho observado na prática é muito menor que aquela variabilidade predita pelas planilhas eletrônicas.

Constata-se na Figura 5 que os níveis 1 e 2 das planilhas eletrônicas do NRC (1996) e sistema Cornell 3.0 fazem geralmente estimativas lineares de resposta no ganho de peso em função do consumo de energia e proteína metabolizáveis, embora a resposta observada tenha sido curvilínea. Portanto, estes sistemas devem ser usados com cautela para bovinos nas condições tropicais, especialmente quando a base da dieta dos animais é a pastagem, condição predominante na produção de gado de leite e de corte no Brasil. O nível dois do sistema NRC (1996) mostra inexplicavelmente redução do ganho de peso com aumento do consumo de energia metabolizável (Figura 5B).

11. Sistemas Cornell, NRC e Sistema Viçosa (LANA, 2000) ao nível de fazenda validação de desempenho em pastagens

LANA & GOMES Jr. (2002) fizeram validação do NRC (1996) para explicar o desempenho de bovinos de corte em crescimento, suplementados a pasto no período da seca. O Sistema NRC (1996), níveis 1 (Sistema NRC) e 2 (Sistema Cornell 3.0), subestimou o consumo de matéria seca em 12 e 13% (Figura 6) e o ganho de peso em 55 e 86% (Figura 7), respectivamente, de 35 novilhos suplementados em pastagens tropicais durante o período da seca. O NRC (1996) apresenta na tabela 7-2, página 91, validação das equações de consumo de pastagens de clima temperado por animais em crescimento (banco de dados de Alberta, Canadá), em que as mesmas subestimaram o consumo em 8,4 e 7,9%, bem próximo do verificado acima para animais em pastagens tropicais.

Não foram encontradas validações do NRC (1996) para o ganho de peso de bovinos em pastagens até o ano de 2001. Num trabalho de validação do CNCPS, que faz parte do nível 2 do NRC (1996), o programa superestimou em 10% o ganho de peso de bovinos em pastagem temperada em função do consumo de energia metabolizável (FOX et al., 1995).

Era de se esperar que o NRC (1996) subestimasse o ganho de peso dos animais em pastagens tropicais, uma vez que o mesmo subestimou o consumo de matéria seca, mas a subestimativa do ganho de peso foi muito alta (Figura 7). Por outro lado, o Sistema Viçosa superestimou o consumo em 5% e subestimou o ganho de peso em 11% (Figura 8) mostrando, nas condições deste experimento, ser adequado para se estimar o desempenho e fazer recomendações de nutrientes na formulação de suplementos alimentares para bovinos sob pastejo.

Ao fazer validação dos dados da Figura 5, em que objetivou avaliar o ganho de peso em função do consumo de suplemento múltiplo por bovinos em crescimento em pastagens tropicais no período da seca, ou seja, comparação dos valores preditos pelos sistemas versus os valores observados (Figura 9A), verifica-se que o ganho de peso em função do consumo de energia metabolizável só foi bem estimado pelo NRC (1996), nível 1, com subestimativa de 3%, embora não tenha sido verificado o efeito curvilíneo de desempenho animal, como visto nas Figuras 3 e 5. O NRC (1996), nível 2, e o sistema Cornell 5.0, níveis 1 e 2, subestimaram o desempenho em 55, 26 e 53%, respectivamente, valores estes muito elevados, semelhantes àqueles citados anteriormente (LANA & GOMES Jr., 2002).

O ganho de peso em função do consumo de proteína metabolizável de bovinos a pasto só foi bem estimado pelo NRC (1996), nível 2, com subestimativa de 2,4% (Figura 9B), embora também não tenha sido verificado o efeito curvilíneo de desempenho animal, como visto nas Figuras 3 e 5. O NRC (1996), nível 1, e o sistema Cornell 5.0, níveis 1 e 2, superestimaram o desempenho em 51, 68 e 37%, respectivamente, valores estes também muito elevados.

O NRC (1996) e o sistema Cornell -CNCPS (FOX et al., 1992) utilizam o sistema de energia líquida da Califórnia e o sistema de proteína metabolizável, e geralmente fazem predições lineares crescentes do ganho de peso em função do consumo de energia e proteína metabolizáveis. Pelos resultados apresentados nas Figuras 3, 5 e 9, estes sistemas não são adequados para explicar o desempenho animal observado em pastagens nos países de clima tropical, em que a taxa marginal de aumento no ganho de peso e produção de leite (kg/kg de concentrado em relação ao tratamento anterior em vez do tratamento controle, sem ração) é curvilínea, ou seja, o aumento do desempenho por quilo de concentrado diminui com o aumento no fornecimento de concentrado.

12. Sistemas Cornell, NRC e Sistema Viçosa (LANA, 2000, 2003, 2005b) ao nível de fazenda - validação de desempenho em dietas ricas em concentrado

O NRC (1984) subestimou em 4% o consumo de matéria seca e em 12,4% o ganho de peso de bovinos em confinamento (TRAXLER et al., 1995), e o NRC (1996) subestimou a eficiência alimentar (ganho/consumo) em 13 e 23%, pelos níveis 1 e 2 do mesmo (LANA et al., 1997).

LANNA et al. (1994a) verificaram que o CNCPS 3.0 e o NRC (1984) subestimaram o consumo de matéria seca (121,8 e 126,7%, respectivamente) de animais confinados recebendo bagaço de cana hidrolizado e subestimaram o ganho de peso em 7 e 14%, respectivamente. Em outro trabalho de validação de desempenho de zebuínos em crescimento pelos mesmos autores (LANNA et al., 1994b), o CNCPS 3.0 e o NRC (1984) subestimaram o ganho de peso em 1 e 21%, respectivamente.

Em validação com base em dados de 18 teses de mestrado realizadas no Rio Grande do Sul, o Sistema Viçosa de Formulação de Rações (LANA, 2000) superestimou em 9,95% o consumo de matéria seca e subestimou em 4,88% o ganho médio diário de bovinos de corte em confinamento (LANA et al., 2001).

Estudo de validação do sistema Cornell 3.0 por LANNA et al. (1996), em Piracicaba – SP, mostrou que o mesmo foi eficiente na estimativa do desempenho de 943 animais Nelores confinados com peso corporal médio de 337 kg e ganho de peso de 0,92 kg/animal/dia. O sistema Cornell explicou 72% da variabilidade e houve erro de estimativa de desempenho de apenas 2%. Para vacas de leite, incluindo 178 animais cruzados Holandês com Zebu, o sistema Cornell explicou 71% da variabilidade na produção de leite e houve erro de estimativa de desempenho de 10%.

Um trabalho original foi desenvolvido com vistas a desenvolver equações de predição do desempenho de vacas de leite e as equações foram utilizadas para estimar os requerimentos nutricionais de vacas em sistema intensivo nas condições tropicais do Brasil (LANA, 2003, 2005b; LANA et al., 2004). Foram desenvolvidas equações de consumo de matéria seca e requerimentos de energia e proteína, bem como foram feitas validações do NRC (1989, 2001). As equações foram usadas em programa de computador (LANA, 2003, 2005b) para formular rações e para gerar tabelas de requerimentos nutricionais. As equações foram mais eficientes na predição do desempenho dos animais que o NRC (1989, 2001), sendo que o NRC (2001) foi inadequado por superestimar a produção de leite em 92%.

Pelos dados expostos acima, à exceção do NRC (2001) que superestimou a produção de leite, parece que os sistemas Cornell, NRC (1996) e Viçosa (LANA, 2000, 2003, 2005b) são mais eficientes para predição de desempenho de animais consumindo volumosos de melhor qualidade, elevados níveis de concentrado e em confinamento, pois os erros de estimativas em relação aos valores observados são bem inferiores àqueles verificados em animais a pasto (LANA & GOMES Jr., 2002 e o presente trabalho -final do item 11). Portanto, há necessidade de desenvolvermos programas mais adequados às nossas condições de pastagens, levando em consideração a eficiência de resposta dos animais à ração concentrada, conforme destacado anteriormente.

13. Resposta animal à suplementação em diferentes condições (tipo de pastagem, correção da subnutrição e potencial genético animal)

A falha dos sistemas Cornell e NRC em explicar o desempenho dos bovinos suplementados em pastagens tropicais, em que são feitas subestimativas de ganho de peso, pode ser explicada pela Figura 10. Verifica-se na curva A (pastagem tropical na seca) versus curvas B (pastagem tropical nas águas ou pastagem temperada no final do verão) ou curva C (pastagem temperada na primavera e início do verão), resposta animal à suplementação muito alta com pouco uso de concentrado, e resposta similar em alto nível de suplementação nas três situações. Nenhum sistema (NRC, Cornell ou sistema Viçosa LANA, 2000, 2003) é capaz de explicar a maior resposta animal ao baixo uso de suplemento, e esta pode ser a razão dos maiores erros de estimativas (subestimativas de ganho de peso) em pastagens tropicais, que além da resposta curvilínea de desempenho, as pastagens estão mais sujeitas à variação em sua composição ao longo do ano e em função da pressão de pastejo.

A resposta animal à correção da subnutrição, como pode ser chamado o desempenho acelerado ao baixo uso de concentrado, é mais evidente quanto menor for o valor nutritivo da pastagem (Figura 10) e é mais significativo que o efeito do potencial genético dos animais (Figura 11). Para ilustrar este efeito, foram feitas curvas hipotéticas, em que a curva A representa animais com alto potencial genético e a curva B de baixo potencial genético. A resposta foi assumida ser parecida em baixo nível de suplementação, aumentando-se a diferença com aumento do nível de concentrado. A diferença foi calculada em 20% da resposta máxima à suplementação ou 12,5% do ganho de peso máximo, obtida com alto nível de concentrado. Pode-se verificar, portanto, que a correção da subnutrição causou maior impacto que o potencial genético, e explica a importância dada à nutrição dentro da Zootecnia, que domina as pesquisas e publicações científicas. Este resultado explica ainda a diversidade genética (diferentes raças e cruzamentos) observada no Brasil nos rebanhos bovinos de leite e de corte.

14. Conclusões

O uso de concentrado na produção de carne e leite a pasto e em confinamento deve ser avaliado em termos de eficiência de uso (quilo de acréscimo no ganho de peso ou produção de leite por quilo de suplemento, comparado ao tratamento controle), em adição às avaliações nutricionais e de manejo, devido ao concentrado ser de alto custo e a alimentação corresponder a até 70% do custo de produção bovina.

Verificou-se em pastagem ganho de peso adicional de 0,10 a 0,14 kg por quilo de consumo de concentrado em relação ao tratamento com sal mineral (conversão de concentrado de 7 a 10:1) e em confinamento valor de 0,10 kg por quilo de consumo de concentrado (conversão de 10:1). Já para vacas leiteiras, verificou-se média e desviopadrão de 0,65 + 0,41 kg de leite/kg de ração. Estes dados demonstram normalmente a baixa eficiência dos bovinos em ganhar peso e produzir leite ao substituir o volumoso pelo concentrado, especialmente com o aumento do fornecimento do mesmo.

Com o aumento do fornecimento de nutrientes, há decréscimo crescente na resposta até atingir um limite em que a resposta deixa de ser positiva, causando inibição por toxidez. Este tipo de resposta é biológico e de forma generalizada, em que podem observar altas respostas na produção de leite, crescimento animal, crescimento vegetal e crescimento microbiano com pequena adição de nutrientes -minerais, aminoácidos, carboidratos, dentre outros, especialmente em condições tropicais, em que há baixa disponibilidade de nutrientes no solo e baixo valor nutritivo dos alimentos.

No caso da produção de pastagem e de bovinos em crescimento sob pastejo, a metade da resposta máxima na performance é obtida com 5% de adubação nitrogenada e 5,6% de ração concentrada, respectivamente, em relação àquela necessária para atingir 95% da resposta máxima. Com isto, permite-se maximizar a resposta vegetal e animal ao suprimento de adubo e ração, reduzir o desperdício dos mesmos e reduzir o custo de produção.

O NRC e o Sistema Cornell fazem estimativas lineares de resposta no ganho de peso e produção de leite em função do consumo de energia e proteína metabolizáveis, mas as respostas são curvilíneas, sendo evidenciadas em baixo nível de suplementação, verificado em condição de pastagem.

O NRC (1996) e o Sistema Cornell -CNCPS utilizam o sistema de energia líquida da Califórnia e o sistema de proteína metabolizável, e estes não são adequados para explicar os desempenhos animais observados em pastagens de países de clima tropical, como o Brasil.

Os modelos de cinética de cinética de saturação enzimática de Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk são os mais adequados para se recomendar nutrientes para os animais e plantas, considerando a lei dos rendimentos decrescentes, a relação benefício-custo, e a conscientização sobre a melhor utilização dos recursos naturais finitos e não renováveis e o efeito estufa.

15. Referências bibliográficas

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Rogério de Paula Lana (2) - rlana[arroba]ufv.br

1. Conteúdo parcialmente modificado da publicação apresentada em 2005 no II SINEBOV -UFRRJ -Seropédica -RJ; e do capítulo 10 do livro Nutrição e alimentação animal -mitos e realidades (LANA, 2005). 2. Professor do Departamento de Zootecnia -UFV -36.571-000 -Viçosa -MG; Ph. D.; Bolsista do CNPq; E-mail: rlana[arroba]ufv.br



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