MONITORAMENTO DA NUTRIÇÃO DE PEQUENOS RUMINANTES NA CAATINGA CEARENSE, UTILIZANDO A ESPECTROSCOPIA NIR

RESUMO

O Brasil apresenta grande potencial para a atividade pecuária a pasto, em razão da expansão territorial e da diversidade da vegetação. Portanto, é necessário conhecer a qualidade da dieta selecionada e o consumo por pequenos ruminantes em pastejo para fazer a correção da alimentação e assim melhorar os índices produtivos. Objetivou-se com este estudo desenvolver modelos com a técnica NIRS, para que os mesmos sejam usados no monitoramento da qualidade da dieta de pequenos ruminantes, em pasto de caatinga. Foram avaliados também o consumo e digestibilidade dos nutrientes, bem como a avaliação do pasto, nos diferentes estratos, ao longo dos períodos avaliados. O experimento foi conduzido na Escola Família Agrícola Dom Fragoso, em Independência - CE, em uma área de 35 ha de pasto de caatinga, onde foi feito uma avaliação do pasto, qualidade da dieta e o consumo de caprinos e ovinos, no período de maio de 2014 a abril de 2015. Para avaliação da composição botânica, parâmetros fitossociológicos, cobertura do solo e vegetal, massa de forragem, definições de padrões visuais e avaliação da composição bromatológica dos diferentes estratos, a área experimental foi dividida em transectos, totalizando 246 pontos avaliados. Foram identificadas 81 espécies, distribuídas em 32 famílias, mostrando a diversidade de plantas presentes na área. As condições climáticas, relacionadas principalmente com a distribuição das chuvas, nos diferentes períodos e estratos avaliados afetaram a disponibilidade de massa de forragem, cobertura do solo e vegetal, frequência de espécies forrageiras do estrato herbáceo, bem como o valor nutricional do pasto, obtendo melhores resultados no período chuvoso. Para determinação da composição bromatológica da dieta selecionada e o consumo de pequenos ruminantes, foram utilizados cinco caprinos e cinco ovinos fistulados no rúmen, onde foi realizada a coleta de extrusa, durante seis dias, mensalmente, por todo o período experimental. Para coleta das amostras fecais foram utilizadas bolsas coletoras de fezes, sendo o consumo de matéria seca obtido pela razão entre a produção fecal durante um período de 24 horas e o inverso da digestibilidade in vitro da matéria seca da extrusa. A partir do consumo de matéria seca foram calculados os demais nutrientes, multiplicando a quantidade de matéria seca consumida pelo percentual de cada um dos nutrientes da extrusa. A qualidade da dieta de caprinos e ovinos foi afetada pelo período avaliado, o qual refletiu no consumo de nutrientes e na digestibilidade. O consumo de matéria seca influenciou o consumo dos demais nutrientes em ambas as espécies, caprinos e ovinos, e períodos. A digestibilidade in vitro da matéria seca e digestibilidade in vitro da matéria orgânica da dieta dos ovinos foram superiores aos caprinos, porém os mesmos conseguiram manter o peso corporal. Os altos teores de proteína bruta na dieta de caprinos e ovinos na época chuvosa estão ligados em parte à fração da fibra em detergente ácido, deixando a mesma indisponível para o animal. Para a coleta dos espectros das amostras de fezes frescas e secas sem moer foi utilizado o equipamento NIR Perten® DA 7250, o qual faz uma leitura na faixa espectral de 950 a 1650 nm, com intervalo espectral de 5 nm. Já na obtenção dos espectros das amostras pré-secas e moídas, foram utilizados dois modelos diferentes de aparelhos NIR, Perten® DA 7250 e o NIR FOSS© 5000, com leitura numa faixa de 1100 a 2500 nm na região do infravermelho próximo e resolução de 2 nm. Foram escaneadas 711 amostras de fezes, sendo 336 amostras de caprinos e 375 de ovinos, onde se desenvolveu modelos com amostras compostas e individuais, com o uso de diferentes tratamentos matemáticos, análise exploratória e o uso de regressão da PLS para os modelos de calibração, validação e predição dos parâmetros de proteína bruta (PB) e digestibilidade in vitro da matéria orgânica (DIVMO), com amostras de fezes em diferentes processamentos. A espectroscopia NIR, associada às técnicas de quimiometria, permitiu a construção de modelos de calibração, validação e predição capazes de quantificarem os parâmetros de PB e DIVMO da dieta de caprinos e ovinos em pastejo na caatinga, com precisão e exatidão, sendo que os modelos com amostras individuais apresentam maiores erros de previsão e precisão em relação aos modelos com amostras compostas. O uso da PCA e SIMCA mostrou que seria possível incluir ambas as espécies, ovinos e caprinos, períodos (chuvoso, transição chuva/seca, seco, transição seca/chuva) e a variação dos parâmetros de PB e DIVMO no desenvolvimento de um modelo global. Os tipos de processamento das amostras geraram espectros diferentes e mostraram que os procedimentos de secagem e moagem podem melhorar o desempenho dos modelos, assim como o uso da ferramenta de seleção dos comprimentos de ondas mais importantes. A tecnologia NIRS pode ser utilizada como ferramenta para o monitoramento da dieta de pequenos ruminantes em pasto de caatinga.

ABSTRACT

Brazil has great potential for pasture farming, due to the territorial expansion and the diversity of vegetation. Therefore, it is necessary to know the quality of the selected diet and the consumption by small ruminants in grazing to make the correction of the feed and thus improve the productive indexes. The objective of this study was to develop models with the NIRS technique, so that they can be used to monitor the quality of the diet of small ruminants in caatinga grass. The nutrient intake and digestibility, as well as the pasture evaluation, were also evaluated in the different strata over the evaluated periods. The experiment was conducted at the Dom Fragoso Agricultural Family School in Independência, CE, in an area of 35 ha of pasture of caatinga, where an evaluation of the pasture, quality of the diet and the consumption of goats and sheep in the period of May from 2014 to April 2015. For the evaluation of the botanical composition, phytosociological parameters, soil and plant cover, fodder mass, definitions of visual patterns and evaluation of the bromatological composition of the different strata, the experimental area was divided into transects, totaling 246 points evaluated. It was identified 81 species, distributed in 32 families, showing the diversity of plants present in the area. Climatic conditions, mainly related to rainfall distribution, in the different periods and strata evaluated affected the availability of forage mass, soil and plant cover, frequency of forage species of the herbaceous stratum, as well as the nutritional value of the pasture, obtaining better results in the rainy season. To determine the bromatological composition of the selected diet and the consumption of small ruminants, five goats and five sheep were used fistulated in the rumen, where the extrusa was collected, during six days, for the whole experimental period. Fecal collection bags were used to collect faecal samples, and the dry matter intake was obtained by the ratio of fecal production during a period of24 hours and the inverse of the in vitro dry matter digestibility of the extrusa. From the dry matter consumption the other nutrients were calculated, multiplying the amount of dry matter consumed by the percentage of each of the nutrients of the extrusa. The quality of the goats and sheep diet was affected by the period evaluated, which reflected in the nutrient intake and digestibility. The dry matter consumption influenced the consumption of the other nutrients in both species, goats and sheep, and periods. The in vitro digestibility of the dry matter and in vitro digestibility of the organic matter of the sheep diet were superior to the goats, but they were able to maintain the body weight. The high levels of crude protein in the diet of goats and sheep in the rainy season are linked in part to the fraction of acid detergent fiber, leaving it unavailable to the animal. The NEN Perten® DA 7250 equipment was used to collect spectra of the fresh and dry faeces samples without grinding, which makes a reading in the spectral range from 950 to 1650 nm, with a spectral range of 5 nm. In order to obtain the spectra of the pre-dried and milled samples, two different models of NIR devices, Perten® DA 7250 and the FOSS® 5000 NIR were used, with reading in a range of 1100 to 2500 nm in the near infrared region and resolution of 2 nm. 711 stool specimens were scanned, 336 goats and 375 sheep samples, where models were developed with composite and individual samples, using different mathematical treatments, exploratory analysis and the use of PLS regression for the calibration models, validation and prediction of crude protein (CP) parameters and in vitro digestibility of organic matter (IVDM), with faecal samples in different processes. NIR spectroscopy, combined with chemometrics techniques, allowed the construction of calibration, validation and prediction models capable of quantifying the CP and IVDM parameters of the goat and sheep diet in grazing in the caatinga, with precision and accuracy, with the models with individual samples present greater prediction and precision errors than models with composite samples. The use of PCA and SIMCA showed that it would be possible to include both species, sheep and goats, periods (rainy, rain / dry, dry transition, dry / rainy transition) and variation of CP and IVDMD parameters in the development of a global model . The types of processing of the samples generated different spectra and showed that the drying and grinding procedures can improve the performance of the models, as well as the use of the tool of selection of the most important wavelengths. NIRS technology can be used as a tool to monitor the diet of small ruminants in caatinga grass.