Resumo
Esta tese foi desenvolvia em três etapas de modelagem dinâmica. A primeira etapa da modelagem foi a construção de duas visões de modelos compartimentais utilizados para descrever a cinética de degradação e passagem da fibra pelo ambiente ruminal, com base na metodologia da dinâmica de sistemas. A segunda etapa da modelagem foi baseada na integração de um sub-modelo de consumo, para cabras no terço médio de lactação, a fim de realizar o feedback de controle físico do consumo. Integrando o submodelo aos modelos construídos, foram realizados a avaliação dos mesmos quanto à predição da digestibilidade da fibra e o contraste entre os modelos. Para compreender o impacto dos parâmetros de taxa transferência (kr) e taxa de passagem (kp) na digestibilidade da fibra, em uma ultima etapa, foi verificada a sensibilidade dos parâmetros sobre este output. Os modelos dinâmicos foram capazes de predizer a digestibilidade da fibra, com precisão de R² (0,39) para cabras leiteiras no terço médio de lactação. Ao contrastar os modelos, a diferença entre a divisão da fibra potencialmente digerível (FDNpd) em rápida e lentamente transitável melhorou as estimativas de digestibilidade. Por outro lado, assumir taxas independentes e maiores para FDNi leva a diferenças no feedback de consumo de matéria seca. A alteração nos parâmetros kr e kp demonstrou a importância dos parâmetros de taxa de transferência e passagem na predição da digestibilidade da fibra, confirmando a necessidade de estimativas precisas e acuradas para estes parâmetros da cinética de degradação e passagem ruminal da fibra. Os modelos de simulação dinâmica são úteis para o entendimento da cinética de degradação e passagem da fibra. No entanto, o maior número de informações e especificações quanto aos parâmetros deste processo precisam ser estudados para caprinos.
This thesis was composed of three-step modeling. The first went to built two compartment dynamic models for describe degradation and passage kinetics of fiber trough rumen. The second step was to build and integrate a sub-model of goats intake in the middle lactation, to accomplish feedback mechanism of intake physical control. After these steps, the models were evaluated to the ability to forecast the fiber digestibility and the contrast of fiber digestibility between models. In the last step, were performed the sensibility analysis to understand how parameters of transference rate (kr) and passage rate (kp) influence in the fiber digestibility. The compartmental dynamic rumen models for dairy goats in the middle lactation were able to predict fiber digestibility with a determination coefficient (R²) of 0.39. By contrasting the models it was possible to find that the division of potentially digestible fiber (NDFpd) into rapidly and slowly improved digestibility estimates. On the other hand, assuming the independent passage rate for NFDi lead to differences in estimates of dry matter intake. The change in kr and kp parameters showed the importance of the passage rate parameters to predicting fiber digestibility, acknowledge the need for accurate estimates for these parameters of digestion and passage for describing fiber ruminal kinetics. Dynamic simulation models are usual for understanding fiber degradation and passage kinetics, however, the largest amount of information and specifications regarding the parameters need to be studied and tested for goats.
Resumo
O estudo foi conduzido com para avaliar o comportamento ingestivo e o desempenho dos animais consumindo dietas contendo crescentes concentrações de fibra e tamanho de partículas. Os tratamentos consistiram em 34, 41, 47 e 59% de fibra em detergente neutro oriunda da forragem (FDNf), associados aos tamanhos de 2, 5 e 15 cm da partícula. Foram utilizados 48 animais, sendo quatro repetições por tratamento em delineamento inteiramente casualizado. Para avaliação comportamental foram contabilizados os segundos gastos a cada cinco minutos ao longo de 24 horas para atividades de ruminação, alimentação e ócio. Na mensuração da produção foi realizada a pesagem do leite diariamente. Para análise inicial das atividades ingestivas utilizamos a análise de agrupamento sendo utilizado o coeficiente de correlação cofenética para escolha da medida de dissimilaridade e do algoritmo. Os dendrogramas foram gerados e os agrupamentos considerados dissimilares a 5% de significância do p-valor aproximado (AU). Os tratamentos agrupados foram modelados por meio do processo autor regressivo e média móvel. A produção de leite foi avaliada empregando-se modelos não lineares e os parâmetros comparados para os diferentes tratamentos por meio do intervalo de confiança a 5% de significância. No comportamento alimentar os agrupamentos foram significativos, sendo o primeiro grupo similar para partículas com 2 cm independente da concentração e o segundo grupo contendo os demais tratamentos. Nas atividades de ruminação, ócio e mastigação os padrões nictemerais dos tratamentos foram similares. Não houve efeito significativo para o parâmetro da taxa média de declínio (k) após o pico de produção das curvas de lactação, em relação às diferentes concentrações de fibra e aos tamanhos da partícula. Contudo, foi possível observar característica crescente do valor deste parâmetro com aumento na concentração de fibra na dieta. Os resultados podem ser associados à seletividade da espécie, ao estagio fisiológico e disponibilidade de energia. O aumento na concentração de fibra influencia na redução da produção de leite. A associação das concentrações de fibra e do tamanho da partícula pode alterar comportamento alimentar e refletir no desempenho animal.
The study was conducted to evaluate ingestive behavior and performance of animals consuming diets with different fiber concentrations and different particle sizes. The treatments consisted of 34; 41; 47 and 59% of neutral detergent fiber derived from forage (FDNf) associated with particle sizes of 2; 5 and 15 cm. A total of 48 animals were used with four repetitions per treatment in a completely randomized design. In relation to ingestive behavior, the spent seconds of activities were counted every five minutes over 24 hours. In the evaluation of the production, milk yield was weighed daily of all animals. Thus, the application of cluster analysis was used to compare the treatments. Values of the coefficient of correlation cophenetic were used to select the dissimilarity measurement and algorithm. The dendrograms were generated and the groupings were considered dissimilar in 5% of significance of the approximate p-value (AU). The milk production was evaluated by non-linear models and the parameters compared for the different treatments through the confidence interval at 5% of significance. Regarding feeding behavior, the patterns were significant for particle sizes, being dissimilar the treatment of two cm with those of five and fifteen cm. In the rumination activities, idleness and chewing (feeding + rumination), the nictemeral patterns of the treatments were similar. There was no significant effect on the parameter of average rate of decline (k) after the peak production of the lactation curves, in relation to the different fiber concentrations and particle sizes. However, it was possible to observe an increasing characteristic of the value of this parameter with an increase in fiber concentration in the diet. The results were associated with species selectivity, physiological stage and energy availability. When increase fiber concentration influence reduction of milk production. The association of fiber concentrations and particle size can alter feeding behavior and reflect animal performance.