In vitro degradation dynamics of neutral detergent fiber of signal grass according to supplementation with different sources of nitrogenous compounds and carbohydrates

Efetuaram-se dois experimentos com o objetivo de avaliar o efeito da suplementação protéica e/ou energética sobre a utilização dos carboidratos fibrosos de forragem de alta qualidade pelos microrganismos ruminais. No experimento 1, objetivouse estudar a dinâmica da degradação in vitro da fibra em detergente neutro (FDN) de capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf) de alta qualidade em função de suplementação com diferentes fontes de carboidratos (amido ou pectina) e/ou diferentes fontes de compostos nitrogenados (caseína ou uréia). O experimento simulou a suplementação para bovinos em terminação sob pastejo durante o período das águas (70% de forragem e 30% de concentrado, com base na MS). O concentrado referente ao tratamento base foi formulado de modo que apresentasse 30% de PB, utilizando-se amido, como componente energético, e caseína, como componente protéico. Os outros tratamentos foram construídos a partir da omissão do fornecimento das fontes protéica e/ou energética do suplemento, associando-se ainda a substituição total do amido por pectina e da PB oriunda da caseína por PB oriunda da mistura uréia:sulfato de amônio (9:1). Dessa forma, nove foram os tratamentos avaliados: 1: forragem; 2: forragem + amido; 3: forragem + pectina; 4: forragem + caseína; 5: forragem + caseína + amido (tratamento referência); 6: forragem + caseína + pectina; 7: forragem + uréia; 8: forragem + uréia + amido; e 9: forragem + uréia + pectina. Os tratamentos foram avaliados em ambiente ruminal simulado por incubação in vitro, sendo submetidos a diferentes tempos de incubação: 0, 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48, 72 e 96 horas. O procedimento foi repetido quatro vezes, perfazendo o total de quatro avaliações por tempo de incubação para cada tratamento. Os resíduos de incubação foram avaliados quanto ao teor de FDN e interpretados por intermédio de modelo logístico não-linear. Verificou-se que a suplementação exclusiva com carboidratos produziu efeito inibitório sobre a taxa de degradação (kFDNpd) e sobre o crescimento dos microrganismos sobre a FDN potencialmente degradável (FDNpd) em comparação ao tratamento basal (forragem), sendo verificadas reduções de 6,9 e 13,6% e 2,7 e 4,8% para a suplementação exclusiva com amido e pectina, respectivamente. A adição isolada de caseína ao meio de incubação reduziu a kFDNpd em 13,6%. A adição de caseína propiciou pH similar ao obtido somente com forragem e incrementou a disponibilidade de nitrogênio amoniacal. Assim, o efeito negativo da caseína sobre kFDNpd pôde ser atribuído a interações amensais entre espécies microbianas, sendo denominado efeito proteína . A suplementação conjunta com caseína e amido ou pectina permitiu a manutenção de kFDNpd em patamares superiores aos observados com a suplementação isolada com esses compostos, embora ainda inferiores ao observado no tratamento basal. A adição de uréia elevou a kFDNpd em 8,2%, em razão da melhor adequação físico-química do ambiente de fermentação e da possível ausência de relações amensais entre espécies microbianas. No experimento 2, visou-se estudar a dinâmica da degradação in vitro da FDN de capim-braquiária de alta qualidade em função de suplementação com duas diferentes fontes de carboidratos (amido ou pectina) e diferentes relações proteína verdadeira: nitrogênio não-protéico (NNP). Os procedimentos de avaliação, em termos da relação forragem: concentrado e composição do concentrado base, foram similares aos do experimento 1. Os tratamentos foram construídos a partir da substituição fracional (0, 1/3, 2/3 e 1) da PB do suplemento oriunda da caseína por PB fornecida pela mistura uréia:sulfato de amônia (9:1) (U:SA), associando-se ainda a substituição total do amido por pectina. Dessa forma, oito foram os tratamentos avaliados: A: forragem + caseína + amido; B: forragem + 2/3 PB caseína + 1/3 PB U:SA + amido; C: forragem + 1/3 PB caseína + 2/3 PB U:SA + amido; D: forragem + U:SA + amido; E: forragem + caseína + pectina; F: forragem + 2/3 PB caseína + 1/3 PB U:SA + pectina; G: forragem + 1/3 PB caseína + 2/3 PB U:SA + pectina; e H: forragem + U:SA + pectina. Observou-se que a suplementação com uréia elevou em 21,7 e 17,0% as estimativas de kFDNpd obtidas em relação à suplementação com caseína, considerando-se o amido e a pectina como fontes de carboidratos, respectivamente. Contudo, a avaliação do perfil de substituição gradativa permitiu evidenciar valores máximos de taxas de degradação na ração 2/3 U:SA:1/3 caseína. Assim, o equilíbrio entre fontes nitrogenadas nos suplementos pode ampliar a utilização da FDNpd de forragens tropicais de boa qualidade, ao prover a minimização do efeito proteína e permitir o suprimento de peptídeos degradáveis no rúmen para que as exigências das bactérias nãofibrolíticas sejam satisfeitas e para que, a partir de interações positivas entre espécies microbianas, sejam fornecidos substratos essenciais ao crescimento das bactérias fibrolíticas.Two experiments were carried out to evaluate the utilization of fibrous carbohydrates from high quality grass by ruminal microorganisms. In the first experiment, it was studied the degradation dynamics of neutral detergent fiber (NDF) from high quality signal grass (Brachiaria decumbens Stapf.) according to supplementation with different sources of carbohydrates (starch or pectin) and (or) different sources of nitrogenous compounds (casein or urea). It was simulated the diet of fatting steers feeding at the raining season, including 30% of concentrate supplementation and 70% of forage. The concentrate was formulated to have 30 % of crude protein (CP) by using starch as energetic source and casein as protein source. Other treatments were constructed by suppressing the energetic or the protein sources in the concentrate and replacing starch by pectin and the crude protein (CP) from casein by CP from the mixture of urea and ammonium sulfate (9:1). Therefore, nine treatments were evaluated: 1. forage; 2. forage + starch; 3. forage + pectin; 4. forage + casein; 5. forage + casein + starch (reference treatment); 6. forage + casein + pectin; 7. forage + urea; 8. forage + urea + starch; and 9. forage + urea + pectin. These treatments were evaluated into ruminal environment simulated by in vitro incubation procedure, being submitted to ten different incubation periods: 0, 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48, 72, and 96 hours. The incubation procedure was repeated four times, so there were four evaluations for each incubation period for each treatment. The residual from incubation were analyzed for NDF content, and interpreted by the logistic nonlinear model. It was verified that supplementation including only carbohydrates produced inhibitory effects on degradation rate (kpdNDF). and microorganism growth on potentially degradable NDF (pdNDF) when compared to control treatment (forage). There were reductions of 6.9% and 13.6%; and 2.7% and 4.8% on estimates of these parameters with starch and pectin supplementation, respectively. The isolated addition of casein to the incubation medium reduced kNDFpd 13.6%. Casein addition resulted on a similar pH compared to the observed for the forage treatment. However, it increased the ammonia nitrogen availability. Moreover, the negative effect of casein on kpdNDF can be attributed to amensalistic interactions among microbial species, denominates protein effect . The supplementation including casein and starch or pectin kept the kpdNDF higher than the observed for isolated supplementation with these compounds, even still lower than the kpdNDF from only forage treatment. Urea addition increases kpdNDF 8.2% as a result of the better physical and chemical adequacy of the fermentation environment and the possible absence of amensalistic interactions among microbial species. At the second experiment, it was evaluated the degradation dynamics of NDF from high quality Brachiaria decumbens Stapf in vitro under supplementation with two sources of carbohydrates (starch or pectin ) and different true protein:non-protein nitrogen rates .The experimental materials and procedures were such as in the first experiment. Treatments were constructed from fractional substitution of CP from casein by CP from the urea: ammonium sulfate mixture (9:1) and the substitution of starch by pectin. Therefore, eight treatments were evaluated : A: forage + casein + starch; B: forage + 2/3 CP casein + 1/3 CP U:AS + starch; C: forage + 1/3 CP casein + 2/3 CP U:AS + starch; D: forage + U:AS + starch; E: forage + casein + pectin; F: forage + 2/3 CP casein + 1/3 CP U:AS + pectin; G: forage + 1/3 P casein + 2/3 CB U:AS + pectin; H: forage + U:AS + pectin. Urea supplementation increased 21.7% and 17.0% kpdFDN when compared to casein supplementation for starch and pectin as carbohydrates sources, respectively. Maximum values for kNDFpd were observed for 2/3 U:AS:1/3 casein rate. Therefore, the equilibrium within protein sources into supplements can increase the pdNDF utilization. This behavior would be attributed to lower protein effect , higher availability of degradable peptides into the rumen to supply non-fibrolytic bacterium requirements, and occurrence of positive interactions between microbial species which increase the availability of essential substrates for fibrolytic species