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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
CONTROLE DA DETERIORAÇÃO AERÓBIA DE
SILAGENS
Thiago Fernandes Bernardes
Engenheiro Agrônomo
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Agosto de 2006
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
CONTROLE DA DETERIORAÇÃO AERÓBIA DE
SILAGENS
Thiago Fernandes Bernardes
Orientador: Prof. Dr. Ricardo Andrade Reis
Co-Orientador: Prof. Dr. Giorgio Borreani
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e
Veterinárias – Unesp, Câmpus de Jaboticabal, como
parte das exigências para a obtenção do titulo de
Doutor em Zootecnia.
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Agosto de 2006
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Bernardes, Thiago Fernandes
B522c Controle da deterioração aeróbia de silagens / Thiago Fernandes
Bernardes. – – Jaboticabal, 2006
vii, 103 f. : il. ; 28 cm
Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de
Ciências Agrárias e Veterinárias, 2006
Orientador: Ricardo Andrade Reis
Banca examinadora: Antonio Ricardo Evangelista, Clôves
Cabreira Jobim, Luiz Gustavo Nussio, Paulo Henrique Mazza
Rodrigues
Bibliografia
1. Estabilidade aeróbia. 2. Inoculante. 3. Perdas. I. Título. II.
Jaboticabal-Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias.
CDU 636.085.52:636.2
Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação –
Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação - UNESP, Câmpus de Jaboticabal.
DADOS CURRICULARES DO AUTOR
THIAGO FERNANDES BERNARDES – filho de Paulo Renato Bernardes e
Marisa Celi Fernandes Bernardes, nasceu na cidade de Ibitiúva – SP em 24 de maio de
1977. Ingressou no curso de Agronomia da Universidade Federal de Lavras - UFLA, em
agosto de 1995, onde foi membro (coordenador) do Núcleo de Estudos em
Forragicultura – NEFOR e bolsista de IC-CNPq no período de 1998 a 2000, obtendo o
título de Engenheiro Agrônomo em julho de 2000. Em março de 2001, ingressou no
curso de Pós-graduação em Zootecnia, Área de Concentração em Produção Animal,
pela Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e
Veterinárias, Campus de Jaboticabal onde obteve o título de Mestre em fevereiro de
2003. Iniciou o curso de Doutorado em março de 2003 nesta mesma instituição, onde
exerceu o cargo de Professor Bolsista da disciplina Forragicultura e Pastagens no
período de agosto de 2004 a fevereiro de 2005. No período de julho a dezembro de
2005 realizou Estágio de Doutorando no Exterior junto a Università Degli Studi di
Torino, Itália, como bolsista da CAPES e em agosto de 2006 obteve o título de Doutor.
Nunca ande pelo caminho traçado, pois ele conduz
somente até onde os outros já foram
Alexander Graham Bell
À Deus pela vida, pela saúde, pelo lar, pelos amigos, pela coragem nos momentos
difíceis, por iluminar meu caminho e guiar meus passos na direção certa.
Aos meus pais Paulo Renato e Marisa. Durante toda minha vida, ouvi poucas palavras,
apenas os observei. Exemplos de garra e amor. São meus heróis. Tenho o maior
orgulho de vocês.
Dedico
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Ricardo Andrade Reis pela orientação, competência e acima de tudo por ter
acreditado no meu trabalho. Essa confiança foi traduzida em oportunidades que
fizeram-me crescer como ser humano e pesquisador.
Ao Prof. Giorgio Borreani da Università degli Studi di Torino - Itália pela orientação
precisa e demonstração de interesse permanente à pesquisa e no meu progresso. Suas
contribuições fizeram-me enxergar uma pesquisa que eu ainda não conhecia.
Ao Gustavo Rezende Siqueira (Fofo) pela amizade e parceria. Tenho maior respeito
profissional pela sua pessoa. Homem de competência, honesto e paciente. Espero
estar ao seu lado nos trabalhos que virão pela frente.
Ao Rafael Camargo do Amaral (Girdo). Foram quatro anos e meio de amizade sincera e
verdadeira. Nos tornamos irmãos e parceiros profissionais. Choramos e sorrimos juntos
pelas nossas derrotas e vitórias. O destino nos afastou fisicamente, mas você mora
aqui no meu coração... Meu primeiro filho de “Os dois filhos de Thiago”...
À Anna Paula de Toledo Piza Roth (Dequinha) pela sua amizade, dedicação e
entusiasmo. Sua ajuda foi fundamental nos trabalhos à campo e nas análises
laboratoriais.
Ao Rafael Monteiro (Zóio). Sempre com um sorriso no rosto e demonstrando boa
vontade em tudo o que foi solicitado. Meu segundo filho de “Os dois filhos de Thiago”...
À Marcella de Toledo Piza Roth (Curica) pela sua simplicidade e sempre estar disposta
a ajudar.
Ao Bruno Natarelli (Bassora) pela humildade e força de vontade. Quantas serenatas ao
lado do Girdo fizemos juntos...
Ao Ernesto Tabacco da Università degli Studi di Torino - Itália pela competência e
oportunas contribuições. Ao lado do Prof. Borreani forma uma grande dupla no
desenvolvimento dos trabalhos na área de conservação de forragens.
Ao Daniele Giaccone e à Mara Scaiola da Associazione Regionale Produttori Latte
Piemonte - Itália pela simpatia e sorrisos compartilhados.
À Laura Cavallarin e à Sara Antoniazzi do Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari
- Itália pela colaboração e muitos ensinamentos compartilhados. Durante o estágio nos
tornamos amigos e companheiros de “balada”. Presença feminina, que foi fundamental
para que a vida longe de casa se tornasse mais doce.
Ao diretor do Dipartimento di Agronomia da Università degli Studi di Torino - Itália Prof.
Aldo Ferrero e aos Professores Carlo Grignani e Dario Sacco pela contribuição e
simpatia durante a minha permanência na Itália.
Aos Professores da banca examinadora que pacientemente leram a tese, corrigindo os
erros e contribuindo com toda experiência profissional.
À Anna Ciolino Scaduto. Minha brilhante Professora da língua italiana. Uma das almas
mais puras e sensatas que conheci nestes últimos anos. Sua competência foi
fundamental na realização do meu sonho.
Aos Professores do Departamento de Zootecnia, em especial à Ana Claudia Ruggieri,
Alexandre A. M. Sampaio, Luis R. A. Rodrigues (in memória), Mateus J.R. Paranhos da
Costa, Mauro D. S. de Oliveira e Telma T. Berchielli por estimular minhas ações,
reconhecer minha contribuição e confiar no meu trabalho.
Aos colegas de pós-graduação, que ao omitir os nomes, manifesto minha gratidão pelo
carinho, amizade e incentivo.
Aos meus familiares que sempre me deram forças e me completaram com bons
exemplos.
À minha namorada Camila pelo incentivo e amor, trazendo-me confiança e o símbolo da
mulher.
À Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – UNESP/Jaboticabal pela
oportunidade de realização do curso.
À Università degli Studi di Torino - Itália pela oportunidade de realização do Estágio no
Exterior.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelas
concessões das bolsas de estudo.
Muito Obrigado! Grazie Mille!
SUMÁRIO
Página
RESUMO................................................................................................................ iv
SUMMARY.............................................................................................................. v
CAPÍTULO 1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS......................................................... 1
1. Introdução......................................................................................................... 1
2. Revisão de Literatura........................................................................................ 4
2.1 Fatores que influenciam na deterioração aeróbia....................................... 4
2.2 Penetração de ar......................................................................................... 4
2.2.1 A Porosidade da silagem e a penetração de ar................................ 5
2.2.2 A lona de cobertura e a penetração de ar......................................... 7
2.2.3 O desabastecimento do silo e a penetração de ar............................ 9
2.3 O paradoxo: Fermentação e estabilidade aeróbia...................................... 12
2.4 Retrospectiva do uso de inoculantes para silagem.................................... 12
2.4.1 Inoculantes contendo bactérias homoláticas.................................... 12
2.4.2 Inoculantes contendo bactérias heteroláticas................................... 16
2.5 Microrganismos envolvidos com a deterioração aeróbia............................ 21
2.5.1 As leveduras........................................ .............................................
21
2.5.2 Os fungos e as micotoxinas........... .................................................. 23
2.5.3 Bactérias esporogênicas................................................................... 24
2.5.3.1 O ciclo dos esporos de Clostridium e os produtos lácteos.... 25
3. Referências.........................................................................................................
28
CAPÍTULO 2 – AVALIAÇÃO DA SILAGEM DE CAPIM-MARANDU TRATADO
COM ADITIVO QUÍMICO E INOCULANTES CONTENDO BACTÉRIAS HOMO
E HETEROFERMENTATIVAS................................................................................
38
1. Introdução......................................................................................................... 39
2. Material e Métodos............................................................................................ 41
2.1 Experimento 1 – Perfil de fermentação e estabilidade aeróbia.................. 41
2.2 Experimento 2 – Consumo e digestibilidade aparente............................... 43
3. Resultados e Discussão................................................................................... 46
3.1 Perfil da fermentação e estabilidade aeróbia............................................. 46
3.2 Consumo e digestibilidade aparente.......................................................... 54
4. Conclusões....................................................................................................... 57
5. Referências......................................................................................................
58
CAPÍTULO 3 – INOCULANTES CONTENDO BACTÉRIAS HOMO OU
HETEROFERMENTATIVAS NA ENSILAGEM DE MILHO E DE SORGO
GRANÍFERO............................................................................................................
64
1. Introdução......................................................................................................... 65
2. Material e Métodos........................................................................................... 66
2.1 Localização, condução das culturas e colheita.......................................... 66
2.2 Tratamentos, inoculação e silos experimentais.......................................... 67
2.3 Avaliação da estabilidade aeróbia.............................................................. 67
2.4 Recuperação de matéria seca.................................................................... 68
2.5 Análises químicas e microbiológicas.......................................................... 68
2.6 Delineamento experimental e análises estatísticas.................................... 69
3. Resultados e Discussão................................................................................... 69
3.1 Fermentação.............................................................................................. 69
3.2 Estabilidade aeróbia................................................................................... 72
4. Conclusões...................................................................................................... 80
5. Referencias...................................................................................................... 81
CAPÍTULO 4 – AVALIAÇÃO DE FILME DE BAIXA PERMEABILIDADE AO
OXIGÊNIO NA VEDAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DA SILAGEM DE MILHO
EM DUAS REGIÕES DO SILO TIPO TRINCHEIRA...............................................
85
1. Introdução........................................................................................................ 86
2. Material e Métodos.......................................................................................... 88
2.1 Condução da cultura, colheita, silo e plásticos utilizados.......................... 88
2.2 Perdas de MS e perfil de temperatura....................................................... 90
2.3 Amostragens e preparação das amostras................................................. 91
2.4 Análises químicas...................................................................................... 91
2.5 Análises microbiológicas........................................................................... 92
2.6 Análise dos dados..................................................................................... 92
3. Resultados e Discussão................................................................................. 92
4. Conclusões..................................................................................................... 98
5. Referências..................................................................................................... 99
CAPÍTULO 5 – IMPLICAÇÕES............................................................................... 102
CONTROLE DA DETERIORAÇÃO AERÓBIA DE SILAGENS
RESUMO - Com o objetivo de avaliar técnicas, como o uso de aditivos
direcionados ao controle de microrganismos aeróbios, bem como a utilização de filme
plástico de baixa permeabilidade ao oxigênio no controle da deterioração aeróbia
durante a armazenagem e na remoção da silagem, foram conduzidos três estudos. No
primeiro, objetivou-se conhecer o perfil de fermentação e a estabilidade aeróbia das
silagens de capim-Marandu (Brachiaria brizantha cv. Marandu) submetido a inclusão de
benzoato de sódio e inoculantes bacterianos, bem como o consumo e a digestibilidade
aparente das rações contendo esta gramínea ensilada com bactérias homo e
heterofermentativa. No segundo estudo, o objetivo foi de avaliar a estabilidade aeróbia
das silagens de milho (Zea mays) e de sorgo granífero (Sorghum bicolor cv. Kalblanc)
inoculadas com Lactobacillus buchneri e L. plantarum. No terceiro, objetivou-se avaliar
as perdas na região periférica e central do silo e o efeito do filme plástico com baixa
permeabilidade ao oxigênio na vedação de silagem de milho, armazenada em silo tipo
trincheira. As plantas de capim-Marandu, quando ensiladas com alta concentração de
umidade (20 % de MS), apresentaram perdas elevadas na fase fermentativa e foram
estáveis em condições de aerobiose. O uso de benzoato de sódio ou de bactérias não
reduziram as perdas de matéria seca durante a fermentação e nem favoreceram a
estabilidade aeróbia das silagens de capim-Marandu com alta concentração de
umidade. A inoculação com bactérias homo e heterofermentativas, isolada ou
associada, não alterou o consumo ou a digestibilidade das rações. A inoculação com L.
buchneri na ensilagem de plantas de milho e de sorgo granífero promoveu fermentação
heterolática e reduziu a deterioração aeróbia destas silagens após a abertura do silo.
No terceiro estudo, a silagem localizada na região central do silo apresentou
fermentação lática mais acentuada, desenvolvimento inferior de leveduras e de fungos,
bem como menores perdas de matéria seca em relação à região periférica. O uso de
filme com baixa permeabilidade ao oxigênio pode reduzir as perdas na estocagem
quando o fechamento do silo é adequado. Entretanto, pode aumentá-las durante o
período de utilização se a remoção da silagem não for gerida adequadamente.
Palavras-chave: estabilidade aeróbia, gramínea tropical, inoculante, lona, perdas
AEROBIC DETERIORATION CONTROL OF SILAGES
SUMMARY - Aiming to evaluate techniques, as additives specific for aerobic
microorganism control and plastic film with low oxygen permeability for aerobic
deterioration control during silage storage and removing, three trials were carried out.
The first trial aimed to describe the fermentation profile and the aerobic stability of
Marandu grass (Brachiaria brizantha cv. Marandu) silages submitted to treatment with
sodium benzoate or bacteria inoculates, as well as to evaluate intake and apparent
digestibility of diets containing this grass silage with homo and heterofermentative
bacteria. The second trial was for evaluating the aerobic stability of corn (Zea mays) and
sorghum (Sorghum bicolor cv. Kalblanc) silages inoculated with Lactobacillus buchneri
or L. plantarum. The third trial goal was to evaluate losses in peripheral and central
regions of silo and the effect of plastic film with low oxygen permeability on corn silage
covering in bunker silo. When Marandu grass was ensilaged with high levels of moisture
(20 % of DM) there was great losses during fermentation and was stable at aerobic
conditions. The use of sodium benzoate or bacteria did not reduce the dry matter losses
during fermentation and even did not help aerobic stability in silages of Marandu grass
with high moisture concentration. The inoculation with homo and heterofermentative
bacteria isolated or associated did not change diet intake or digestibility. Inoculation with
L. buchneri promoted heterolactic fermentation and reduced aerobic deterioration of
corn and sorghum silages after silo opening. During the third study, the silage located in
central region of silo in relation to that of peripheral region showed more accentuated
lactic fermentation, inferior developing of yeast and fungi and smaller losses of dry
matter. The use of plastic film with low oxygen permeability can reduce losses during
storage when silo covering is adequate; but, it can increase losses during silo
manipulation when silage is not removed adequately.
Key-words: aerobic stability, film cover, inoculant, losses, tropical grass silage
CAPÍTULO 1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS
1. Introdução
A conservação de forragens mediante o uso da ensilagem se baseia na
fermentação lática espontânea que se instala num ambiente anaeróbio, em que os
principais agentes fermentadores são as bactérias láticas que metabolizam os
açúcares, prevalecendo a produção de ácido lático. Desse modo, a manutenção da
anaerobiose e a queda do pH constituem os fatores que são responsáveis pela
preservação da forragem que está sendo estocada (DRIEHUIS et al., 1999; PAHLOW
et al., 2003), pois os microrganismos capazes de deteriorar a silagem são inibidos pelo
efeito sinérgico dos ácidos produzidos durante a fermentação, pela pressão osmótica
elevada (determinada pela correta concentração de matéria seca na colheita) e pela
ausência de oxigênio (WOOLFORD, 1990).
Quanto aos fatores ligados à acidificação da massa, estes são obtidos quando
ocorre predominantemente fermentação homolática (DRIEHUIS et al., 1999) e podem
ser alcançados com facilidade, por exemplo, na cultura de milho devido às
características positivas ligadas a ensilabilidade (alta concentração de carboidratos
solúveis, baixo poder tamponante e umidade) que esta espécie possui (ALLEN et al.,
2003).
O contato da massa com o oxigênio é um pouco mais complexo e se torna
inevitável durante algumas fases que compreendem o processo de ensilagem
(abastecimento do silo, armazenagem e remoção). Segundo Sprague (1974), citado por
WOOLFORD (1990) e PAHLOW et al. (2003), em um silo bem fechado o O
2
presente
na massa é consumido rapidamente pelo processo de respiração celular e pela
microbiota (microrganismos aeróbios facultativos), pois em 15 minutos cerca de 90% do
oxigênio é removido e menos de 0,5% permanece após 30 minutos. Pelo fato do silo
não ser um ambiente hermético, durante a estocagem o ar penetra no seu interior
(MUCK et al., 2003), principalmente no topo e nas zonas laterais em contato com a
parede (BOLSEN et al., 1993), sendo que este problema pode se agravar, sobretudo
durante o fornecimento da silagem aos animais (HONIG, 1991).
A presença de O
2
desencadeia a proliferação de microrganismos oportunistas
presentes na massa (leveduras, fungos e bactérias aeróbias) que se desenvolvem a
cargo de substâncias energéticas presentes na forragem, levando ao consumo desses
nutrientes, o que acarreta perdas no valor nutritivo da silagem e redução do consumo
pelos animais (LINDGREN et al., 1985).
No Brasil, a inobservância dos processos de oxidação de nutrientes pelos
microrganismos aeróbios e a conseqüente deterioração da silagem tem tido pouca
importância na prática por se tratar na maioria das vezes de um problema
assintomático. A impossibilidade de mensurar as perdas totais por manejo inadequado
que ocorre nas propriedades rurais e a dificuldade de as determinarem quantitativa e
qualitativamente através de trabalhos experimentais, resultam em falta do estimulo à
percepção e à divulgação de resultados para a economia de produção (BERNARDES
et al., 2005). Dificilmente os produtores acreditam em perdas elevadas pelo problema
de oxidação da massa, pois só consideram aquelas que são visíveis (com presença de
fungos), o que subestima as reais perdas envolvidas na ensilagem (SIQUEIRA et al.,
2005).
Os estudos com deterioração aeróbia intensificaram-se nas décadas de 60 e 70,
quando surgiram as pesquisas sobre utilização de aditivos (ácido fórmico, acético e
propiônico), procurando controlar o crescimento de leveduras e de fungos (OHYAMA et
al., 1975; WOOLFORD, 1975).
O alvo dos trabalhos até o momento sobre deterioração aeróbia continua sendo
a inclusão de ácidos durante a ensilagem (MILLS & KUNG, 2002) doses de amônia e
uréia (HILL & LEAVER, 2002), emurchecimento e/ou adição de inoculante microbiano
(CASTRO et al., 2006), aditivos absorventes e disponibilizadores de substrato
(BERNARDES et al., 2003), bem como métodos de alteração da fermentação com a
utilização de bactérias heteroláticas produtoras de acetato e/ou propionato
(HIGGINBOTHAM et al., 1998; DRIEHUIS et al., 2001).
Apesar de antigo e muito estudado, o problema instabilidade aeróbia de silagens
tem sido freqüentemente relegado a segundo plano. Várias causas podem estar
relacionadas a este fato, pois poucos são os trabalhos, como os de RUPPEL et al.
(1995) e KUZIN & SAVOIE (2001) que estudaram a importância dos fatores inerentes
ao manejo, como: compactação, tempo de enchimento do silo e peso de compactação
sobre as perdas após a abertura, e mais raros os que caracterizam o efeito da silagem
deteriorada e de seus produtos (aminas biogênicas, micotoxinas) sobre a ingestão e
metabolismo dos animais, como os trabalhos de BOLSEN et al. (2002) e TABACCO &
BORREANI (2002a).
O assunto deterioração aeróbia não se limita as questões relacionadas com as
perdas, porque o desenvolvimento de microrganismos, como algumas espécies de
bactérias (Bacillus, Clostridium e Listeria) e alguns fungos filamentosos podem
influenciar nos aspectos ligados a sanidade da silagem (LINDGREN et al., 2002). A
multiplicação de clostrideos pode reduzir a qualidade do leite e de determinados tipos
de queijo. O crescimento de fungos pode vir acompanhado pela produção de
micotoxinas na massa. Dessa forma, os animais que são alimentados com grandes
proporções de silagem na ração (vacas leiteiras) podem intoxicar-se, causando efeitos
indiretos ao homem, ao longo da cadeia alimentar (WHITLOW & HAGLER Jr., 1997).
Por estas razões, se faz necessário colocar em ação todas as tecnologias para
reduzir a penetração de O
2
no silo, evitando seus efeitos deletérios, seja durante a
armazenagem ou durante o consumo da silagem.
Os objetivos dos trabalhos subseqüentes foram de avaliar técnicas, como o uso
de aditivos direcionados ao controle de microrganismos aeróbios, bem como a
utilização de filme plástico de baixa permeabilidade ao oxigênio no controle da
deterioração aeróbia durante a armazenagem e na remoção da silagem.
2. Revisão de literatura
2.1 Fatores que influenciam na deterioração aeróbia
O grau de anaerobiose alcançado após o fechamento do silo e a sustentação
desta durante a utilização do mesmo determinam o êxito da silagem confeccionada,
revelando o O
2
como o protagonista do processo de ensilagem (ASHBELL & LISKER,
1988; WOOLFORD, 1990; McDONALD et al., 1991). Segundo PITT (1990) a “vida útil”
da silagem é determinada pela estabilidade em aerobiose da massa e esta é
influenciada por diversos fatores que interagem entre si, envolvendo:
a) temperatura ambiental;
b) espécie forrageira;
c) conteúdo de umidade da cultura;
d) concentração de O
2
e CO
2
;
e) população de microrganismos aeróbios;
f) concentração de ácidos orgânicos.
Ao longo desta revisão será discutido cada tópico, de uma forma direta ou
indireta, procurando compreender as causas e os efeitos da instabilidade aeróbia de
silagens.
2.2 Penetração de ar
Os efeitos danosos do ar na qualidade da silagem são manifestados por dois
caminhos (SAVOIE & JOFRIET, 2003). O primeiro ocorre na camada superficial durante
a armazenagem, freqüentemente visível pelo crescimento de fungos. O segundo está
ligado à estabilidade aeróbia durante o período de remoção e fornecimento da silagem,
usualmente manifestado pelo aquecimento da massa.
A troca de gases durante o período de estocagem é fundamentada, segundo o
modelo de McGECHAN & WILLIAMS (1994), por dois efeitos físicos: o fluxo
volumétrico e a difusão. O fluxo volumétrico é dependente dos gradientes de pressão,
sendo que estes são influenciados principalmente pelo movimento de CO
2
(principal
gás produzido na fermentação) entre o silo e o ar (HONIG, 1991). Após o término da
fermentação, a concentração interna de CO
2
é de 90%, muito superior à externa
(McGECHAN & WILLIAMS, 1994). Se o silo apresenta algum ponto de escape, ocorre
saída de CO
2
, o qual é substituído por O
2
e N
2
(ASHBELL & LISKER, 1988). A
intensidade do fluxo é dependente dos gradientes de temperatura, presença de fendas
na parede do silo, do filme plástico utilizado na vedação e da porosidade da silagem
(WEINBERG & ASHBELL, 2003).
2.2.1 A Porosidade da silagem e a penetração de ar
Quanto mais a massa é porosa, mais facilmente o ar poderá penetrar no seu
interior, portanto, a redução da porosidade é a prerrogativa principal para conter a
deterioração aeróbia. RUPPEL et al. (1995) observaram que as perdas durante a
estocagem são inversamente proporcionais aos valores de densidade. Quanto mais
matéria seca (MS) é estocada dentro de um mesmo volume, menores serão os custos
fixos de armazenagem por unidade de MS (MUCK et al., 2003; D’AMOURS & SAVOIE,
2004).
A densidade, a permeabilidade e a porosidade são propriedades inter-
relacionadas, sendo dependentes do conteúdo de umidade (WILLIAMS, 1994),
estrutura da forragem, espécie forrageira, estádio de maturidade e tamanho de partícula
(HONIG, 1991). A redução de 20 kg de MS/m
3
na densidade da silagem, segundo
HONIG (1991), pode duplicar o fluxo de gás entre o silo e o ambiente.
No silo, as zonas mais porosas estão localizadas nas camadas superficiais e
laterais (Figura 1), principalmente pela dificuldade de compactação durante o
abastecimento. Os valores de densidade, em silos do tipo trincheira, nas zonas
periféricas são de 70-100 kg MS/m
3
e nas zonas centrais variam de 230-240 kg MS/m
3
,
segundo estudo de TABACCO & BORREANI (2002b).
Região do silo com intensa troca gasosa
entre o seu interior e o ambiente
Figura 1 - Face de um silo tipo trincheira e a zona onde ocorre intensa troca gasosa
D’AMOURS & SAVOIE (2004) avaliaram silos do tipo bunker e verificaram que a
densidade da massa próxima à parede (média de 236,5 kg MS/m
3
) é inferior 7% quanto
comparada com a região central do silo (média de 255,5 kg MS/m
3
), em função
principalmente, da dificuldade que o operador tem em compactar próximo às laterais e a
presença mais acentuada do trator no centro do silo.
No estudo desenvolvido com silagem de capim-Elefante, RODRIGUES et al.
(2002a) encontraram que na densidade de 600 kg/m
3
os valores de digestibilidade in
vitro foram superiores (média 40,5%) quando comparada à densidade de 400 kg/m
3
(27,6%) em silos do tipo trincheira.
De maneira geral, a densidade no silo pode ser afetada pela concentração de
umidade da forragem, percentagem de grãos na massa, processamento ou não dos
grãos, tamanho de partícula, habilidade dos operadores, altura da camada distribuída
no silo durante o enchimento, peso do veículo e a pressão que este exerce, tempo de
compactação e altura do silo (RUPPEL et al., 1995; HOLMES & MUCK, 1999; BOLSEN
et al., 2000; MUCK & HOLMES, 2001; D’AMOURS & SAVOIE, 2004). Estes fatos
indicam que a porosidade pode ser influenciada por diversos fatores, compreendendo
desde a condução da cultura até a etapa de consumo da silagem.
2.2.2 A lona de cobertura e a penetração de ar
A proteção da lona que veda o silo com terra, areia ou cascalho aumentam a
adesão entre esta e a massa e diminuem a incidência de raios solares e as trocas
gasosas com o ambiente. Porém, podem representar grande demanda de mão de obra,
seja durante a confecção ou na retirada da silagem, principalmente quando o silo é
extenso. Por estes motivos, quando materiais extras não são adicionados na cobertura,
a lona passa a ter uma contribuição mais expressiva na etapa de vedação do silo,
objetivando a redução da penetração de ar do ambiente externo para o interior.
Em silos do tipo superfície, a presença da lona também se torna relevante,
devido à falta de paredes laterais para proteção (SAVOIE & JOFRIET, 2003), e a
demanda por filmes mais espessos (0,18 a 0,2 mm) acaba sendo superior, segundo o
modelo proposto por SAVOIE (1988).
Os filmes de polietileno utilizados na cobertura apresentam permeabilidade ao
oxigênio, a qual tende a aumentar notavelmente com a elevação da temperatura
ambiental (DEGANO, 1999). Isto significa que durante o período do verão as silagens
podem se tornar mais propensas à deterioração aeróbia, devido ao aumento da
permeabilidade das lonas, com o conseqüente movimento gasoso devido à diferença
de temperatura e pressão.
KUZIN & SAVOIE (2001) desenvolveram um modelo com o objetivo de estudar
diferentes espessuras de filmes de polietileno e qual o impacto que os diversos níveis
de permeabilidade ao oxigênio teria sobre as perdas da silagem. Considerando uma
profundidade de 3 m ao longo do perfil, o filme com espessura entre 0,1-0,2 mm
(comumente comercializado) promoveu menos de 2% de perdas de matéria orgânica
após 7000 horas de armazenagem, enquanto que na espessura de 0,001 mm verificou-
se 10% de perdas, observando o mesmo tempo de estocagem (Figura 2). Segundo os
autores, quando o período de estocagem for próximo de 125 dias pode-se utilizar filme
com espessura de 0,1 mm e se o tempo for estendido para 300 dias a espessura
deverá ser de 0,2 mm.
0
2
4
6
8
10
12
0,001 0,01 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
Espessura do filme (mm)
Perdas de MO (%)
t=500h t=1000h t=3000h t=5000h t=70000h
Figura 2 – Perdas de matéria orgânica (MO) em função da espessura do filme e do tempo de estocagem
Fonte: KUZIN & SAVOIE (2001)
FORRISTAL et al. (1999) avaliaram em silos do tipo “big bale” (silos/fardos) a
influência do número de estratos do filme plástico (2, 4 e 6) e da coloração deste
(preto, branco, transparente, verde e verde claro) sobre as perdas e a composição do
gás ao longo da armazenagem. A coloração não influenciou sobre os parâmetros
estudados, porém, nos silos onde estavam presentes seis estratos houve maior
recuperação de MS e crescimento inferior de fungos. Em relação aos gases, a
concentração de CO
2
foi reduzida e as concentrações O
2
e N
2
foram elevadas ao longo
do tempo de estocagem nos 20 cm superficiais de cada silo (1,2 x 1,2 m) em todos os
tratamentos estudados.
SNELL et al. (2002) utilizaram silos experimentais (0,3 m
3
) para avaliar a
influência de variações na coloração e na espessura do plástico sobre as condições de
preservação e qualidade da silagem, sendo comparados cinco tipos de filmes plásticos:
a) branco/0,09 mm, b) transparente/0,15 mm, c) branco/0,15 mm, d) preto/0,15 mm, e
e) branco/0,2 mm.
As características de fermentação da silagem não foram afetadas
pelo tipo de filme. Houve diferença na temperatura da superfície externa dos plásticos,
sendo que os plásticos preto e transparente tiveram valores superiores. Foi observada
diferença de temperatura na camada de silagem próxima ao filme (0
a 20 cm), porém
esta diferença de tempo foi insuficiente para influenciar as condições de
desenvolvimento de microrganismos.
A coloração do plástico apresenta efeito indireto, uma vez que a permeabilidade
do gás é altamente dependente da temperatura do plástico (HONIG, 1991). Entretanto,
no estudo realizado por SNELL et al. (2002) a variação na permeabilidade do plástico,
devido às diferentes temperaturas de acordo com a cor do mesmo, não afetou a
qualidade da silagem, mesmo na camada mais exposta do silo.
Segundo as normas da American Society for Testing and Materials Standards
(AMST D3985-81), com a elevação da temperatura de 23 a 50
o
C a permeabilidade ao
ar dos filmes plásticos aumentam de 3 a 5 vezes. Na escolha da lona é preferível optar
pela cor branca, pois filmes de outras cores, especialmente os escuros, aumentam a
permeabilidade ao O
2
pela característica de absorver calor (TABACCO & BORREANI,
2002b).
2.2.3 O desabastecimento do silo e a penetração de ar
Um grande número de fazendas tem produzido silagens de qualidade satisfatória
devido aos cuidados tomados durante todo o processo de ensilagem (corte, colheita,
picagem, compactação, vedação e uso de aditivos). No entanto, com freqüência
significativa têm dimensionado erroneamente suas estruturas de armazenagem, devido
ao aproveitamento de silos existentes na propriedade e/ou a construção destes,
desvinculados da previsão da fatia diária a ser removida, em função do número de
animais a serem alimentados, o que tem provocado perdas durante o fornecimento da
silagem (EVANGELISTA et al., 2004; BERNARDES et al., 2005; BORREANI et al.,
2005; SIQUEIRA et al., 2005).
Após a quebra da vedação, a silagem da face frontal do silo que não é
rapidamente removida permanece exposta ao O
2
. A partir do momento em que isto
ocorre, o principal fator que determina a estabilidade da silagem (anaerobiose) é
perdido e a massa se torna potencialmente instável (WEINBERG & ASHBELL, 2003).
O ingresso do O
2
na face do silo será influenciado pela densidade alcançada
durante a fase de abastecimento (HONIG, 1991; PITT & MUCK, 1993; WEINBERG &
ASHBELL, 2003). Portanto, nas regiões mais porosas da massa (áreas periféricas) os
riscos de deterioração aeróbia aumentam (D’AMOURS & SAVOIE, 2004). Na remoção,
a densidade poderá ser afetada principalmente pelo modo como a silagem é retirada
(por exemplo: equipamento utilizado no corte), devido às perturbações que poderão ser
provocadas na estrutura da massa remanescente (WEINBERG & ASHBELL, 2003), o
que pode levar a maior susceptibilidade à penetração de O
2
. D’AMOURS & SAVOIE
(2004), estudando a densidade de silagens de milho em silos bunker, avaliaram o
painel em duas profundidades (0 a 18 cm e 18 a 36 cm) e verificaram que na camada
mais profunda a silagem é 9% mais densa quando comparado com a camada de 0 a 18
cm.
O processo de deterioração aeróbia é originado pela atividade de
microrganismos aeróbios. Desse modo, as perdas durante o desabastecimento também
serão influenciadas pela disponibilidade de nutrientes (assunto que será discutido no
tópico 2.3), pela temperatura ambiental (ASHBELL et al., 2002) e pelo tempo de
exposição da silagem ao O
2
(WEINBERG & ASHBELL, 2003) e, segundo OHYAMA et
al. (1975), estes três fatores são interdependentes.
O quanto a face do silo é exposta se torna um ponto fundamental e, por este
motivo, é indispensável assegurar uma velocidade de avanço do painel que possa
reduzir o fenômeno de deterioração. Os estudos desenvolvidos com a composição do
gás (CO
2
, O
2
e N
2
) mostraram que a profundidade de penetração do ar é cerca de 1 m
(HONIG, 1991). Se a progressão do painel for de 1 m/semana, toda a silagem estará
exposta ao oxigênio por uma semana. Porém, os riscos de deterioração podem ser
reduzidos drasticamente se o avanço for de 2 m/semana (RUPPEL et al., 1995; HONIG
et al., 1999; TABACCO & BORREANI, 2002a), principalmente quando as temperaturas
ambientais estiverem mais elevadas (Figura 3) pelo favorecimento no desenvolvimento
de microrganismos (PAHLOW et al., 2003).
Verifica-se na Figura 3 que o painel das silagens apresentam avanço discreto (10
cm/dia), porém não se evidencia deterioração aeróbia. Segundo os autores, estas
silagens apresentavam valores elevados de densidade (240 kg MS/m
3
) e sobre a lona
de cobertura havia pesos extras pela presença de terra, areia ou cascalho, o que
contribuiu para diminuir os efeitos negativos do O
2
durante o desabastecimento do silo,
sendo que o peso mínimo, para ser eficaz, deve ser de pelo menos 150 kg/m
2
(TABACCO & BORREANI, 2002b).
Inverno
30
25
20
15
10
0
5
V
erão
Silos sem deterioração aeróbiaSilos com deterioração aeróbia
Avanço diário (cm)
30
25
20
15
10
5
0
Figura 3 – Silagens de milho (silos trincheira) com e sem deterioração aeróbia evidente em relação ao
avanço diário do painel durante a remoção nas estações de inverno e verão em 50
fazendas
Fonte: BORREANI et al. (2005)
2.3 O paradoxo: Fermentação e estabilidade aeróbia
Teoricamente, a rota fermentativa mais desejável durante a conservação da
forragem na forma de silagem é a do tipo homolática (conversão de uma molécula de
glicose em duas de ácido lático), pois não propicia perdas de MS ou de energia, o que
pode resultar em maior consumo de silagem (McDONALD et al., 1991).
Entretanto, o perfil de fermentação desejável nem sempre evita as perdas após a
abertura dos silos, ou em alguns casos pode aumentá-las (KUNG et al., 2003). A alta
concentração e a predominância de ácido lático em silagens, necessariamente não
representa feito positivo na estabilidade aeróbia. Silagens adequadamente
fermentadas, com altas concentrações de ácido lático e açúcares remanescentes, são
mais afetadas pela deterioração aeróbia (WEINBERG & MUCK, 1996). Os fungos, as
leveduras e algumas espécies de bactérias promovem a assimilação aeróbia de lactato
da silagem, reduzindo o seu potencial de conservação (PAHLOW et al., 2003).
Portanto, a estratégia de restringir a formação de ácido acético aumenta os
riscos de silagens serem instáveis durante a aerobiose (NUSSIO et al., 2002). O
conceito de que a concentração de acetato menor que 2% MS classifica a silagem
como excelente, como proposto no trabalho de DULPHY & DEMARQUILLY (1981), não
existe na atualidade.
A habilidade em se estimar os riscos de deterioração aeróbia, de acordo com o
perfil de fermentação, ainda é incerta. Porém, além de todos os cuidados relacionados
com o manejo, a maior chance em obter sucesso na ensilagem está na premissa que
as silagens devem conter ácido acético em associação ao ácido lático e isto será
discutido no tópico a seguir.
2.4 Retrospectiva do uso de inoculantes para silagem
2.4.1 Inoculantes contendo bactérias homoláticas
Os inoculantes bacterianos abrangem a classe de aditivos com mais rápido
desenvolvimento e adoção em todo o mundo, devido principalmente à facilidade de
manipulação, ausência de toxicidade para os mamíferos e grande disponibilidade no
mercado.
O princípio básico de atuação destes produtos é de incrementar a população de
bactérias homofermentativas e que elas sejam capazes de competir com a microbiota
epifítica existente na forragem, de maneira que se possa elevar a concentração de
ácido lático (PAHLOW, 1991), conforme é ilustrado na Figura 4.
Glicose
Frutose
Frutose-6-Fosfato
2 Piruvato
2 Gliceraldeído-3-Fosfato
2 Lactato
Glicose (ou Frutose) + 2ADP + 2Pi = 2 Lactato + 2 ATP + H
2
O
Figura – 4 Síntese da fermentação da glicose e da frutose pelas bactérias ácido láticas
Fonte: Modificado de McDONALD et al. (1991)
Um ponto fundamental, quando se utiliza um aditivo, é conhecer o quanto ele
pode melhorar o processo fermentativo, o consumo voluntário, a digestibilidade, o
desempenho animal e ser economicamente viável (HENDERSON, 1993). Infelizmente,
são poucos trabalhos na literatura que abordam todos esses parâmetros; normalmente,
os estudos se limitam somente aos aspectos ligados a análise química das silagens e,
portanto, não permitem uma posição segura quanto a utilização destes em larga escala
(KUNG et al., 2003).
Na teoria, a utilização dos inoculantes bacterianos promove a elevação na
eficiência fermentativa (relação superior ácido lático/acético), diminuindo a proteólise e
a deaminação da proteína, com o uso mais adequado dos carboidratos solúveis e,
conseqüentemente, maior retenção de nutrientes na silagem (KUNG et al., 2003). A
maioria dos produtos comerciais são compostos pelas bactérias do gênero Pediococcus
e Streptococcus, com atividade em pH entre 6,5 a 5 e espécies de Lactobacillus
homofermentativas que são efetivas na produção de ácido lático em pH mais ácido
(KUNG et al., 2003).
MUCK & KUNG (1997) sumarizaram os resultados de estudos realizados com o
uso de inoculantes contendo bactérias láticas entre os anos de 1990 a 1995 e
verificaram que em 60% dos casos houve menor pH e maior fermentação lática;
também em similar percentagem houve menor produção de amônia, mostrando melhor
preservação da proteína. Em aproximadamente 30% dos casos houve aumento de
cinco unidades percentuais na digestibilidade da matéria seca e, de 67 experimentos
consultados, em 28% deles houve acréscimo no consumo. Com relação ao
desempenho animal, em 53% dos casos houve aumento no ganho de peso e em 47%
de elevação da produção de leite.
Segundo KUNG et al. (2003), estes resultados devem ser analisados com
cautela, porque algumas condições de estudo variam significativamente quanto à
viabilidade do inoculante a cultura, espécie de bactéria e concentração de umidade da
forragem. Ainda segundo os autores, numerosos estudos onde as respostas dos
inoculantes são negativas, em geral, não são publicados. KUNG et al. (2003) relataram
que a dose de aplicação também é relevante e deve ser de 10
5
-10
6
bactérias por grama
de forragem (PAHLOW, 1991; WEINBERG & MUCK, 1996) de modo que as bactérias
exógenas possam dominar o processo fermentativo (Tabela 1).
Tabela 1 – Efetividade do inoculante em função do número de unidade formadora de colônia (ufc)
adicionada por grama de forragem
Adição (ufc/g forragem) Efetividade (%)
100 (10
2
) 15
1.000 (10
3
) 25
10.000 (10
4
) 45
100.000 (10
5
)
*
70
1.000.000 (10
6
) 85
10.000.000 (10
7
) 95
*
Concentração mínima recomendada
Fonte: PITT & LEIBENSPERGER (1987)
O desempenho superior dos animais que são alimentados com silagem
inoculada ainda é uma causa desconhecida entre a comunidade científica. Alguns
trabalhos indicam a hipótese que as bactérias presentes nos inoculantes possam
propiciar um efeito probiótico ou também interagir com as bactérias ruminais
(WEINBERG et al., 2003), melhorando a funcionalidade do rúmen e,
conseqüentemente, o desempenho animal. Observa-se na Figura 5 que, quando são
comparadas as respostas positivas dos inoculantes na fermentação e na produção
animal, os resultados são inferiores para o desempenho animal. Acredita-se que a fase
de transição entre estes dois parâmetros (deterioração aeróbia) esteja contribuindo
negativamente. Dessa forma, os nutrientes que foram preservados ou produzidos
durante a fermentação (ácido lático) pelas bactérias láticas são degradados quando o
silo é mal manejado (WOOLFORD, 1990), indisponibilizando-os para os animais.
RODRIGUES et al. (2001) encontraram maior disponibilidade de nutrientes e
consumo de matéria seca quando ovinos foram alimentados com silagem de alfafa
submetida à inclusão de BAL. Em outro estudo, este efeito positivo não foi observado
quando os animais foram alimentados com silagem de milho, não havendo diferença
significativa entre as silagens com e sem inóculo (RODRIGUES et al., 2002b).
Com o objetivo de criar um balanço positivo entre fermentação, deterioração
aeróbia e desempenho animal, algumas alternativas estão sendo estudadas e entre
elas estaria o uso de aditivos, no qual a bactéria inoculada possa produzir ácido acético
em associação com o ácido lático, com a função de controlar os microrganismos que se
desenvolvem na presença de O
2
.
0
20
40
60
80
pH
Lac
ta
to/Acetato
G
anh
o d
e pes
o
Respostas positivas (%)
36
15
67
221
148
221
Figura – 5 Percentagem de trabalhos publicados (1990 a 1995) em que os inoculantes bacterianos
melhoraram a fermentação ou o desempenho animal
O valor acima de cada barra indica o número de experimentos consultados
Fonte: Modificado de MUCK & KUNG (1997)
2.4.2 Inoculantes contendo bactérias heteroláticas
Até a metade da década de 90 o principal objetivo das indústrias era desenvolver
tecnologias a base de bactérias homofermentativas. Entretanto, o meio científico iniciou
pesquisas com uma cepa heterofermentativa (Lactobacillus buchneri), com o objetivo de
empregar alternativas que controlam a deterioração aeróbia durante a exposição da
silagem ao ar (DRIEHUIS et al., 1996; WEINBERG & MUCK, 1996).
Segundo PAHLOW et al. (2003), as bactérias heteroláticas fermentam glicose,
produzindo ácido lático e etanol, sendo que a frutose é fermentada a ácido lático,
acético e manitol (Figura 6). Contudo, a espécie L. buchneri não possui a enzima
acetaldeído desidrogenase, responsável pela redução de acetaldeído a etanol. Desse
modo, a produção de etanol é praticamente nula (OUDE ELFERINK et al., 2001) e,
conseqüentemente, ocorre aumento na concentração de ácido acético como produto
final de sua fermentação (McDONALD et al., 1991), conforme exposto na Figura 7.
A fermentação heterolática pode ser considerada desvantajosa, devido a
possibilidade de maiores perdas de matéria seca durante o processo fermentativo
(McDONALD et al., 1991) e também porque elevadas concentrações de acetato na
massa ensilada poderia reduzir o consumo voluntário por parte dos animais
(CHARMLEY, 2001). Entretanto, onde a penetração de ar no silo não pode ser
controlada adequadamente (áreas marginais) e na redução da produção de etanol,
como ocorre em silagens de cana-de-açúcar (NUSSIO et al., 2003), algum incremento
no controle de perdas pode ser obtido utilizando este microrganismo.
O acetato é considerado um ácido pouco eficiente, quanto a função em reduzir o
pH da silagem. No entanto, a sua ação ocorre sobre o metabolismo de leveduras e
fungos filamentosos (MOON, 1983). Segundo DAVIDSON (1997), este ácido em pH
inferior ao seu pK
a
(4,73) permanece na forma não dissociada, onde a membrana dos
microrganismos se torna permeável a ele, ocorrendo a entrada do ácido na célula via
transporte passivo. Dentro da célula, o ácido é dissociado (RCOO
-
+ H
+
) devido ao pH
ser próximo de 7,0, liberando íons H
+
, o que reduz o pH intracelular. Para manter uma
acidez constante, o microrganismo deve eliminar os íons H
+
, perdendo energia neste
processo, retardando o seu crescimento e podendo chegar a morte da célula (Figura 8).
Glicose
Frutose
Glicose-6-Fosfato
Piruvato
Lactato
Manitol
Xilulose-5-Fosfato
Gliceraldeído-3-Fosfato
A
cetil Fosfato
A
cetato
A
cetil-Co
A
A
cetaldeído
Frutose-6-Fosfato
Acetaldeído desidrogenase
Etanol
Glicose + ADP + 2Pi = Lactato + Etanol + CO
2
+ 2ATP + H
2
O
3 Frutose + 2ADP + 2Pi = Lactato + Acetato + 2 Manitol + CO
2
+ 2ATP + H
2
O
Glicose + 2 Frutose + 2ADP + 2Pi = Lactato + Acetato + 2 Manitol + CO
2
+ 2ATP + H
2
O
Figura – 6 Síntese da fermentação da glicose e da frutose pelas bactérias heterofermentativas
Fonte: Modificado de McDONALD et al. (1991)
Glicose
Frutose
Glicose-6-Fosfato
Piruvato
Lactato
Manitol
Xilulose-5-Fosfato
Gliceraldeído-3-Fosfato
A
cetil Fosfato
A
cetato
A
cetil-Co
A
A
cetaldeído
Etanol
Frutose-6-Fosfato
Acetaldeído desidrogenase
[ ]
Figura – 7 Caminho proposto na fermentação do Lactobacillus buchneri em condições de anaerobiose
Fonte: Modificado de McDONALD et al. (1991)
Exterior
pH=4,0
RCOOH
RCOO
-
+ H
+
RCOOH
IN Intracelular
pH=7,0
RCOO
-
+ H
+
ATP ADP + Pi
ATPase
H
+
Figura 8 – Destino do ácido orgânico em ambiente de baixo pH e na presença da célula microbiana
Fonte: Modificado de DAVIDSON (1997)
DRIEHUIS et al. (1999) verificaram que a presença de L. buchneri em silagens
de milho (92 dias de fermentação) reduziu a concentração de ácido lático e a de ácido
acético foi elevada conforme a população da bactéria aumentou. Segundo OUDE
ELFERERINK et al. (2001), o L. buchneri consegue degradar o ácido lático em
condições de anaerobiose, transformando-o em ácido acético, 1,2 propanodiol e traços
de etanol. Além desta observação, DRIEHUIS et al. (1999) verificaram elevadas
concentrações de 1-propanol e ácido propiônico (236 e 106 mmol/kg MS,
respectivamente) quando a silagem de milho foi inoculada com L. buchneri (1x10
6
ufc/g
forragem). No entanto, estes metabólitos não foram observados quando o L. buchneri
foi isolado em experimentos in vitro, sugerindo que o metabolismo destes produtos é de
responsabilidade de outros microrganismos. Desse modo, KROONEMAN et al. (2002),
utilizando técnicas envolvendo biotecnologia aliado a um meio de cultura contendo 1,2-
propanodiol como substrato, provaram que a cepa Lactobacillus diolivorans sp. nov.
possui a capacidade de degradar 1,2-propanodiol a 1-propanol e ácido propiônico,
conforme a equação a seguir:
1,2-propanodiol 0,53 1-propanol
+ 0,45 ácido propiônico
O ácido propiônico em combinação com o ácido acético apresenta efeito
sinergístico capaz de reduzir o crescimento de leveduras e fungos (MOON, 1983),
elevando a estabilidade aeróbia da silagem.
RANJIT & KUNG (2000), estudando a deterioração aeróbia em silagem de milho
e utilizando o L. buchneri (1x10
6
ufc/g forragem) como um dos tratamentos, observaram
aumento de 3,6% na concentração de ácido acético em comparação com a silagem não
tratada. As populações de leveduras foram de 10
6
e 10
2
ufc/g de silagem, no tratamento
sem e com inóculo, respectivamente. Em relação ao aumento da temperatura da
massa, a estabilidade aeróbia foi de 26,5 h para o tratamento controle e mais de 900 h
para o tratamento com L. buchneri.
Com o objetivo de pesquisar o desempenho de ovinos alimentados com silagem
de milho tratada com L. buchneri (4x10
5
ufc/g forragem), RANJIT et al. (2002)
verificaram que os tratamentos (tratado e não tratado) não apresentaram diferença
entre si sobre o consumo voluntário, porém, os animais apresentaram ganho médio
diário superior quando foram alimentados com silagem inoculada. Segundo os autores,
a silagem de milho sem inóculo apresentou estabilidade aeróbia inferior ao tratamento
com inoculante, o que poderia explicar os resultados obtidos.
2.5 Microrganismos envolvidos com a deterioração aeróbia
2.5.1 As leveduras
Os fungos, em particular as leveduras, são os microrganismos responsáveis pelo
início da deterioração aeróbia em silagens (WOOLFORD, 1990; PAHLOW et al., 2003),
embora as bactérias ácido acéticas (SPOELSTRA et al., 1988) e outros microrganismos
(LINDGREN et al., 1985; BERNARDES et al., 2003) possam determinar a deterioração
inicial.
As leveduras envolvidas com a deterioração aeróbia podem ser classificadas em
dois grupos: as espécies que utilizam ácidos orgânicos (Cândida, Endomycopsis,
Hansenula e Pichia) e as que consomem açúcares, como as espécies que pertencem
ao gênero Torulopsis (JONSSON & PAHLOW, 1984). Segundo McDONALD et al.
(1991) as leveduras são capazes de se desenvolverem em baixas concentrações de
oxigênio e em ambientes com pH muito ácido (pH < 4,0), ocorrendo a sucessão de
populações ao longo das etapas de ensilagem.
O número de leveduras na silagem, segundo Beck (1963) citado por
WOOLFORD (1990), pode variar de < 10
2
a 10
12
ufc/g MS em menos de três dias. Após
o fechamento do silo, as leveduras competem com os outros microrganismos por
substratos fermentescíveis e, durante as primeiras semanas de ensilagem, a população
pode chegar a 10
7
ufc/g, ocorrendo um decréscimo gradual durante as etapas
subseqüentes de armazenagem (JONSSON & PAHLOW, 1984), sendo que a
sobrevivência das leveduras na estocagem depende do grau de anaerobiose, do pH e
da concentração de ácidos orgânicos.
As áreas do silo mais próximas à atmosfera são, por natureza, mais sujeitas a
infiltração de ar, freqüentemente devido a maior porosidade da massa e aos materiais
utilizados na cobertura. Desse modo, a multiplicação das leveduras pode continuar
lentamente durante todo o período de estocagem e chegar ao momento de abertura do
silo com carga em torno ou superior a milhões de ufc por grama de silagem
(BORREANI et al., 2002).
McDONALD et al. (1991) relataram que a aeração da massa na ensilagem,
devido ao tempo prolongado em contato com o O
2
, promove a multiplicação das
leveduras, o que eleva à susceptibilidade da silagem em sofrer deterioração após a
abertura do silo. Em silagens de milho, quando a massa entra em contato com o ar
durante o desabastecimento do silo, populações de leveduras superiores a 10
5
ufc/g
podem quebrar a estabilidade em poucas horas (KUNG et al., 1998; BORREANI et al.,
2002; MUCK, 2004).
2.5.2 Os fungos e as micotoxinas
Os fungos filamentosos podem ser considerados coadjuvantes na deterioração
aeróbia de silagens, pois, durante o desabastecimento do silo, o desenvolvimento deles
acontece em sucessão ao crescimento das leveduras (McDONALD et al., 1991).
Contudo, a deterioração aeróbia dos alimentos de uso zootécnico causado por fungos
filamentosos determina perda de elementos nutritivos e de energia, além do risco de
contaminação com micotoxina (LINDGREN et al., 2002). A presença destas substâncias
prejudica não somente os animais que ingerem alimento contaminado com
conseqüentes perdas econômicas, mas também o homem. Isto se dá pelo efeito
residual ao longo da cadeia alimentar, isto é, transferindo as micotoxinas ingeridas pelo
animal aos alimentos (carne e leite) destinados à alimentação humana (OLDENBURG,
1991).
Segundo JOBIM & GONÇALVES (2003), entre os ruminantes as vacas leiteiras
são altamente expostas à ação de micotoxinas devido à dependência de volumosos
conservados como feno ou silagem. Assim sendo, é possível que no Brasil os prejuízos
na bovinocultura, em razão da ingestão de alimentos contaminados, geralmente não
identificados, representem um entrave para atingir-se alta produtividade no setor.
Um grande número de espécies tem sido isolado de silagens deterioradas,
incluindo membros do gênero Monascus, Geotrichum, Bissochlamys, Mucor, Monilia,
Aspergillus, Penicillum e Fusarium (McDONALD et al., 1991). Entretanto, os
deuteromicetos representados pelos gêneros Fusarium (brancos/róseos), Aspergillus
(amarelo/verde) e Penicillium (azul/verde) são considerados os mais importantes
produtores de micotoxinas dos alimentos para os humanos e para os animais
(OLDENBURG, 1991; SEGLAR, 1997).
As aflatoxinas representam a família mais estudada das micotoxinas e são
produzidas pelas espécies Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus, presentes
geralmente no solo, nos tecidos vegetais em decomposição, nas forragens e em grãos
armazenados. A zearalenona se acumula, sobretudo, nas folhas localizadas na base da
planta e é produto das espécies Fusarium graminearum e Fusarium culmorum. Quando
ocorre o desenvolvimento das espécies Fusarium moniliforme e Fusarium proliferatum,
se verifica alta presença de fumosina B
1
(WHITLOW & HAGLER, 1997).
CAVALLARIN et al. (2004) realizaram o monitoramento em 20 fazendas
localizadas no norte da Itália sobre a distribuição espacial de micotoxinas (zearalenona,
aflatoxina B
1
e fumosina B
1
) presentes em silagens de milho (Tabela 2). Nas zonas
periféricas que estavam evidentemente deterioradas foram observados valores até 40
vezes superiores àqueles relacionados com a forragem que deu entrada no silo.
Entretanto, nas zonas centrais e nas áreas não deterioradas os valores se mantiveram
semelhantes à forragem original. Elevados conteúdos de zearalenona também foram
observados nas áreas próximas àquelas com presença evidente de mofos, sendo que
estas zonas apresentavam temperatura elevada, indicando forte atividade
microbiológica naquele momento.
Tabela 2 – Ocorrência de Zearalenona, aflatoxina B
1
e fumosina B
1
em silagens de milho, expresso
em percentagem, em relação ao numero total de amostras (n=186)
Zearalenona ND
A
30-300 ppb >300 ppb
Forragem 48 50 2
Zona C
B
40 55 5
Zona T
C
40 47 13
Aflatoxina B
1
ND 0.6-4.0 ppb >4.0 ppb
Forragem 21 79 0
Zona C 8 78 14
Zona T 5 87 8
Fumosina B
1
ND 0.9-10 ppm >10 ppm
Forragem 18 75 7
Zona C 12 84 4
Zona T 3 88 8
A
ND = não detectado;
B
C = centro do silo;
C
T = topo do silo
Fonte: CAVALLARIN et al. (2004)
2.5.3 Bactérias esporogênicas
Os gêneros Clostridium e Bacillus são bactérias formadoras de esporos, o que as
tornam indesejáveis nos sistemas de produção de alimentos (LINDGREN et al., 2002).
A passagem dessas bactérias de um ambiente para o outro ocorre geralmente através
dos esporos, forma de sobrevivência muito resistente ao oxigênio, ao calor, aos ácidos
orgânicos e às enzimas digestivas (PAHLOW et al., 2003).
A presença de Bacillus no leite cru está associado ao alto número de esporos
nas fezes das vacas, pois os esporos podem passar da silagem para as fezes através
do sistema digestivo dos ruminantes. A espécie Bacillus cereus é considerada uma das
principais bactérias inimigas dos laticínios, pois os esporos crescem no leite
pasteurizado, inclusive aqueles estocados a baixa temperatura (Te Giffel, 1997, citado
por LINDGREN et al., 2002).
2.5.3.1 O ciclo dos esporos de Clostridium e os produtos lácteos
Durante a colheita na ensilagem, a cultura é impregnada com partículas de solo
e a contaminação com esporos de Clostridium na forragem se torna inevitável, sendo
transportados para o silo (RAMMER, 1996; PAHLOW et al., 2003). Os clostrideos estão
presentes em um número muito variável em cada tipo de solo e possuem função
importante na degradação da matéria orgânica. Entretanto, o esterco é um ambiente
adaptado a proliferação destas bactérias, o que pode elevar o número de clostrideos no
solo quando o esterco é depositado como adubo (RAMMER, 1996), conforme
demonstrado na Figura 9.
As espécies do gênero Clostridium são bactérias estritamente anaeróbias e o
seu desenvolvimento na silagem durante a fermentação está ligado a uma lenta e
insuficiente acidificação (pH > 4,5), que é atribuída a uma excessiva aquosidade da
forragem, a insuficiência de açúcares fermentescíveis e a uma considerável
concentração de nitrogênio na planta (SPOELSTRA, 1983; PAHLOW et al., 2003).
A espécie de clostrideo mais conhecida que se desenvolve principalmente
durante a fase de fermentação é o Clostridium tyrobutyricum, amplamente estudada no
passado e denominada o vilão do processo de ensilagem. Contudo, nas silagens com
concentrações de MS acima de 30% e pH reduzido (silagem de milho) geralmente não
se verificam condições que favorecem o crescimento durante a fermentação e a
problemática de desenvolvimento de clostrideos se encontra nas áreas do alimento que
estão sujeitas à deterioração aeróbia. Quando a silagem é exposta ao ambiente
atmosférico, o oxigênio penetra na massa e então os microrganismos aeróbios
consomem os ácidos que foram produzidos durante a fermentação. O consumo destes
ácidos e a presença de oxigênio levam à formação de micro-nichos, onde os fatores
que inibiam a multiplicação dos clostrideos são reduzidos ou ausentes e, nestas
condições, é que os clostrideos podem se multiplicar (JONSSON et al., 1991;
BORREANI et al., 2002; DRIEHUIS & Te GIFFEL, 2005).
Silagem
< 10
2
– 10
7
Fezes
< 10
2
– 10
8
Esterco
< 10
2
– 10
7
Solo
< 10
2
– 10
5
Cultura
< 10
2
– 10
4
Vaca
Leite
< 10
-1
– 10
2
Figura 9 – Ciclo dos esporos de clostrideos em fazendas produtoras de leite
Fonte: Modificado de PAHLOW et al. (2003)
Os esporos que estão presentes na silagem, depois de ingeridos, passam pelo
aparelho digestório dos animais e chegam até as fezes. Durante a ordenha, o leite que
chega ao interior da mama é praticamente estéril, porém os microrganismos presentes
no ambiente, inclusive nas fezes, contaminam o leite (Figura 9), onde o grau de
contaminação está ligado diretamente com a carga microbiana de esporos de
clostrideos nas fezes (LINDGREN et al., 2002).
Quando o leite produzido é destinado à produção de queijos, o problema da
contaminação se agrava (DEMARQUILLY, 1998), pois, uma vez presente na matéria-
prima, os esporos se mantêm vitais durante a caseificação, principalmente nos queijos
que possuem prolongado período de cura (Grana Padano; Parmigiano Reggiano),
sendo que nem o aquecimento promovido durante a produção é capaz de eliminá-los
(BORREANI et al., 2002). Durante a fase de armazenagem dos queijos, os clostrideos
podem encontrar novo ambiente favorável a sua multiplicação e representar um grave
problema durante a fase de comercialização, pois ocorre um “inchaço”, pela produção
de H
2
e ácido butírico, alterando a textura e o odor do produto, diminuindo a qualidade e
o tempo de prateleira (DRIEHUIS & Te GIFFEL, 2005).
Segundo COLOMBARI et al. (2001), estes defeitos (inchaço) também podem ser
provocados por outras cepas de clostrideos que são muito agressivas, como
Clostridium butyricum, Clostridium bifermentans e Clostridium sporogenes, pois a
hipótese é que tais cepas são selecionadas nas zonas periféricas do silo, sobretudo
naquelas sujeitas a deterioração aeróbia devido à infiltração de ar (Figura 10), conforme
foi demonstrado no trabalho de DEMARQUILLY (1998).
BORREANI (1993), isolando clostrideos de silagens de milho sujeitas a
deterioração aeróbia, observou cepas de Clostridium butyricum com elevada atividade a
lactatodesidrogenase, enzima que permite às bactérias utilizarem o lactato como fonte
de energia. Desse modo, como a silagem é caracterizada pela presença de ácido lático
e anaerobiose, este ambiente se torna potencialmente mais perigoso do ponto de vista
de seleção de cepas de clostrideos agressivas aos queijos.
20 cm
21400
1400
100
600
5600
5
4
3
2
1
10
cm
20 cm
20 cm
Figura 10 – Localização dos esporos de bactérias ácido butíricas (esporos/g de silagem) no interior do
silo (cinco pontos diversos)
Fonte: Modificado de DEMARQUILLY (1998)
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CAPÍTULO 2 – AVALIAÇÃO DA SILAGEM DE CAPIM-MARANDU TRATADO COM
ADITIVO QUÍMICO E INOCULANTES CONTENDO BACTÉRIAS HOMO E
HETEROFERMENTATIVAS
RESUMO – As silagens de gramíneas tropicais apresentam perdas acentuadas, o que
exige a adoção de técnicas que modifiquem este quadro. Com o objetivo de avaliar as
perdas em silagem de capim-Marandu submetida à aplicação de aditivo químico ou
inoculantes foram desenvolvidos dois experimentos. O primeiro objetivou conhecer o
perfil de fermentação (1, 5, 15 e 60 dias) e a estabilidade aeróbia das silagens
conforme os seguintes tratamentos: 1) forragem não tratada (Controle); 2) tratada com
Lactobacillus plantarum e Propionibacterium; 3) tratada com L. buchneri e 4) tratada
com 0,1% de benzoato de sódio. No segundo experimento foram utilizados nove
novilhos castrados nelore (PV = 350 ± 38,9 kg), alocados em um quadrado latino 3x3,
avaliando-se o consumo e a digestibilidade aparente das rações contendo 85,4% das
seguintes silagens de capim-Marandu: 1) controle; 2) controle com L. plantarum,
Pediococcus acidilactici + enzimas fibrolíticas (LPPA) e 3) controle com LPPA + L.
buchneri. No experimento 1, as silagens apresentaram baixas recuperações de MS
durante a fermentação (média de 86%) e os coeficientes de DVIVMS foram reduzidos
de 65,5% no momento da ensilagem para 50,0% no sexagésimo dia após o fechamento
dos silos. No estudo 2, o valor médio de consumo das rações foi de 5,7 kg MS/dia
(1,6% PV) e a digestibilidade aparente média da MS foi de 51,6%, sem diferença entre
as rações (P>0,05) relativo a estas variáveis. A silagem de capim-Marandu com
concentração de MS próximo de 20% apresentou perdas acentuadas na fase
fermentativa e foram estáveis em condições de aerobiose, sendo que o uso de aditivos
não alterou as variáveis estudadas. A inoculação com bactérias não influenciou o
consumo ou a digestibilidade aparente das rações contendo silagem de capim-
Marandu.
Palavras-chave: consumo, deterioração aeróbia, efluente, inoculação, perdas
1. Introdução
Os gêneros Panicum e Brachiaria, que por muito tempo tiveram como
representantes o capim-Colonião e a Brachiaria decumbens, atualmente contam com
cultivares mais produtivos. Com a melhoria das práticas agronômicas destas espécies
forrageiras nas propriedades rurais, iniciou-se adoção generalizada de seu uso como
pasto e na forma de silagem (NUSSIO et al., 2002; REIS et al., 2004). Além destes
aspectos, EVANGELISTA et al. (2000) sugeriram que a técnica de produção de silagem
de gramíneas do gênero Cynodon traz flexibilidade ao manejo do campo de produção
de feno, pois a forragem pode ser conservada sob outra forma, se considerarmos que
existe a necessidade de se contar com dias ensolarados durante a fenação.
O desenvolvimento de equipamentos de maior capacidade operacional,
destinado a cortar plantas de alto potencial de produção, também impulsionou a adoção
de silagem de gramíneas tropicais (BALSALOBRE et al., 2001). Contudo, os conjuntos
mecanizados têm produzido partículas de elevado tamanho durante o corte (200 mm),
que aliado à alta concentração de fibra destas espécies, têm dificultado a compactação
e reduzido a densidade destas silagens (BERNARDES et al., 2005a).
Levantamentos no campo, realizados com silagens de gramíneas tropicais,
revelaram situação pouco otimista, caracterizado por perdas acentuadas desde a
colheita até seu fornecimento aos animais, resultando, em alguns casos, em elevação
de custo de nutrientes a serem oferecidos aos ruminantes (IGARASI et al., 2003;
NUSSIO, 2004).
As perdas durante a fermentação podem estar ligadas às características
inerentes a planta, pois as forrageiras de clima tropical apresentam baixa concentração
de carboidratos solúveis (CHOs) e alta umidade no momento do corte (REIS et al.,
2004), o que acarreta fermentações indesejáveis (ROOKE & HATFIELD, 2003). A
utilização de inoculantes que contém bactérias homoláticas pode alterar este cenário,
pois estas competem com os microrganismos existentes na microflora epifítica,
aumentando a eficiência fermentativa, pela maior produção de ácido lático (KUNG et
al., 2003). De fato, em países de clima tropical, respostas positivas e consistentes têm
sido alcançadas com o uso de bactérias ácido láticas (BAL), quando as forragens são
ensiladas com altas concentrações de CHOs, sugerindo que a limitação não é
decorrente da população de bactérias, mas sim das reduzidas concentrações de CHOs,
os quais limitam a atuação destas bactérias (SOLLENBERGER et al., 2004).
As silagens resultantes de fermentação desejável, pela elevada concentração de
lactato, em geral estão mais propensas à deterioração aeróbia após a abertura do silo,
pois os microrganismos aeróbios consomem o ácido lático (WEINBERG et al., 1993).
Neste contexto, o uso de bactérias com rota heterolática de fermentação, como o
Lactobacillus buchneri tem sido avaliado e com resultados promissores no aumento da
estabilidade aeróbia em silagens de azevém perene (DRIEHUIS et al., 2001), sorgo
(FILYA, 2003), milho (RANJIT & KUNG, 2000), grãos úmidos de milho (REIS et al.,
2005) e cana-de-açúcar (SIQUEIRA et al., 2004). O L. buchneri aumenta as
concentrações de ácido acético durante a fermentação, onde o acetato promove efeito
estabilizante na massa, controlando o crescimento de leveduras e fungos (MOON,
1983). Segundo DRIEHUIS et al. (2001), a aplicação conjunta de bactérias
homofermentativas e L. buchneri na ensilagem pode acelerar a fermentação lática
inicial e reduzir a susceptibilidade de deterioração por parte dos microrganismos
aeróbios, embora as silagens de gramíneas tropicais contenham concentração razoável
de acetato (ANDRADE & MELOTTI, 2003), sendo os efeitos positivos deste ácido na
estabilidade aeróbia descritos por OHYAMA et al. (1975).
NISHINO et al. (2003) ressaltaram que a fermentação pela bactéria L. buchneri
produz ácido lático, ácido acético e 1,2 propanodiol, em que o acetato reduz a
susceptibilidade das silagens à deterioração aeróbia e o 1,2 propanodiol, quando
ingerido, é transformado em ácido propiônico pelas bactérias ruminais, o que levaria ao
aumento do desempenho em animais ruminantes.
Com a proposta de diminuir o número de microrganismos indesejáveis, seja na
fermentação ou após a abertura do silo, agentes conservantes utilizados na indústria
alimentícia vem sendo testados para o controle de qualidade de alimentos para os
animais (PÖLÖNEN, 2000), como é o caso do benzoato de sódio.
O presente trabalho teve como objetivo avaliar a silagem de capim-Marandu
submetida à aplicação de aditivo químico e inoculantes bacterianos, isolados ou
associados, buscando criar um balanço positivo no controle de perdas ocorridas na
fermentação e após a abertura do silo.
2. Material e Métodos
2.1 Experimento 1 – Perfil de fermentação e estabilidade aeróbia
O experimento foi conduzido nas dependências da Faculdade de Ciências
Agrárias e Veterinárias – UNESP, localizada no município de Jaboticabal, SP (21
º
15
'
S
e 48
º
18
'
W). O capim-Marandu (Brachiaria brizantha (Hochst ex. A. Rich) Stapf cv.
Marandu) foi colhido no dia 12 de dezembro de 2003, quando a forrageira apresentava
50 dias de crescimento vegetativo, utilizando-se colhedora marca Casale modelo CFC
2000. A forragem colhida (15 cm de altura) foi submetida aos seguintes tratamentos: 1)
forragem não tratada (Controle); 2) forragem tratada com Lactobacillus plantarum cepa
MA 18/5U e Propionibacterium cepa MS01 (LPPB); 3) forragem tratada com
Lactobacillus buchneri cepa NCIMB 40788 (LB) e 4) forragem tratada com 0,1% de
benzoato de sódio (BS).
Os aditivos foram aplicados à forragem durante o enchimento dos silos, na forma
de solução aquosa (água destilada), por meio de pulverizador manual, buscando-se
distribuição uniforme na massa de forragem. O inoculante Propiolact (Lallemand S.A.)
foi utilizado como fonte das bactérias L. plantarum e Propionibacterium (concentração
de 1,5x10
5
bactérias/g de forragem). Na aplicação de L. buchneri (5x10
4
bactérias/g de
forragem) foi utilizado o Lalsil Cana (Lallemand S. A.).
Como silos experimentais, foram utilizados 48 baldes plásticos com capacidade
de sete litros e meio. No fundo dos baldes foi colocado um quilo e meio de areia e duas
telas finas de plástico (tipo sombrite) que funcionaram como dreno do efluente
produzido durante a fermentação. Cada balde, após a ensilagem, recebeu tampa de
plástico apropriada à vedação e adaptada com válvula do tipo Bunsen para escape dos
gases, sendo pesados e armazenados em temperatura ambiente.
A avaliação do perfil de fermentação foi realizada nos tempos 1, 5, 15 e 60 dias
após o fechamento dos silos. Nos respectivos dias de abertura, os silos foram pesados
para avaliar a perda de gás e, após a retirada da silagem, o conjunto balde mais areia
foi pesado novamente para determinação da produção de efluente. Como análises
químicas das silagens foram determinados as concentrações de matéria seca (MS),
proteína bruta (PB), nitrogênio amoniacal em relação ao nitrogênio total (N-NH
3
) e
digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca (DVIVMS), conforme SILVA &
QUEIROZ (2002). As concentrações de fibra em detergente neutro (FDN) e fibra em
detergente ácido (FDA) foram avaliadas pelo método seqüencial segundo as técnicas
descritas por ROBERTSON & VAN SOEST (1981) e os valores de pH conforme KUNG
et al. (1984).
A estabilidade aeróbia foi avaliada 60 dias após a vedação dos silos, onde os
baldes foram abertos e todo seu conteúdo foi transferido para bandejas de plástico para
posterior homogeneização. Após este procedimento, um quilo e meio de silagem foram
colocados em caixas de isopor e transferidas para câmara climática à temperatura de
25 ± 1
o
C. As temperaturas das silagens foram medidas duas vezes ao dia durante seis
dias, com o uso de termômetro inserido a 10 cm, no centro da massa. A temperatura do
ambiente foi controlada pelo termostato do aparelho refrigerador e também por meio de
termômetros suspensos no ar. A estabilidade aeróbia foi calculada como o tempo
observado para que a silagem apresentasse elevação de 2
o
C em relação à
temperatura ambiente após a abertura do silo (MORAN et al., 1996). Também como
medida física, foi avaliada a recuperação de MS em aerobiose ao final de seis dias de
exposição ao ambiente.
Em um outro conjunto de caixas de isopor foi colocada a mesma quantidade de
silagem (1,5 kg) que foi levada a câmara climática com o objetivo de determinar-se as
alterações de pH, colhendo-se amostras com 0, 3 e 6 dias de aeração.
O delineamento experimental utilizado na avaliação do perfil de fermentação e da
estabilidade aeróbia foi o inteiramente casualizado, com três repetições, em esquema
de parcelas subdivididas, sendo as parcelas os tratamentos e as subparcelas os
tempos, de acordo com o seguinte modelo:
Y
ijk
= µ + S
i
+ ε
(a)
+ T
j
+ ST
ij
+ ε
(b)
Onde: µ = média geral; S
i
= efeito de silagem (i = 1 a 4); T
j
= efeito de tempo (j = 1
a 4); ST
ij
= interação silagem e tempo; ε = erro residual.
Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância e as suas
médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, utilizando-se o
PROC MIXED do programa SAS (2000).
2.2 Experimento 2 – Consumo e digestibilidade aparente
O experimento foi conduzido no município paulista de Jaboticabal, a 21
º
15
'
S e
48
º
18
'
W. No dia 26 de março de 2004, procedeu-se a colheita do capim-Marandu (15
cm de altura), aos 58 dias de crescimento vegetativo, utilizando-se colhedora marca
Casale modelo CFC 2000 e foram confeccionados três silos do tipo superfície com
capacidade média de 13 toneladas: 1) Forragem não tratada (controle); 2) forragem
tratada com Lactobacillus plantarum cepa MA 18/5U, Pediococcus acidilactici cepa MA
18/5M + celulase e hemicelulase (LPPA) e 3) forragem tratada com LPPA +
Lactobacillus buchneri cepa NCIMB 40788 (LPPA + LB).
Soluções aquosas contendo os respectivos inoculantes foram pulverizadas sobre
a forragem, no momento da ensilagem, por meio de pulverizador costal. No momento
da aplicação, a concentração de bactérias nos tratamentos LPPA e LPPA + LB foram
de: L. plantarum 1x10
5
/ g forragem, P. acidilactici 3x10
4
/g e L. buchneri 5x10
4
/g. As
enzimas celulase e hemicelulase (1%) e as bactérias Lactobacillus plantarum e
Pediococcus acidilactici são encontradas no inoculante comercial Lalsil PS (Lallemand
S.A.) e a bactéria Lactobacillus buchneri no produto Lalsil Cana (Lallemand S.A.). A
dosagem dos inoculantes foi realizada em função da quantidade de forragem contida
em cada vagão forrageiro utilizado no transporte.
A compactação da forragem foi realizada por uma pá carregadeira (peso =
11.000 kg) e os silos foram cobertos com filme plástico, de cor preta e espessura de
0,15 mm, e revestidos com terra sobre a lona e nas laterais, sendo que cada silo teve
seu enchimento realizado em um dia.
O experimento foi conduzido em três períodos de 17 dias, totalizando 51 dias,
com início no dia 06/06 e final 27/07/04. Foram utilizados nove novilhos castrados da
raça nelore com peso vivo médio de 350 ± 38,9 kg, alocados em três quadrados latinos
3 x 3. Durante o período de adaptação (cinco dias) e coleta de dados de consumo (seis
dias), os animais foram mantidos em baias individuais, cobertas e providas de piso de
concreto, bebedouros e cochos para fornecimento da ração. O período de coleta dos
dados de digestibilidade (sete dias) foi realizado em gaiolas de metabolismo, mantidas
em galpão coberto, providas de comedouro, bebedouro e bandejas para coleta total de
fezes. Antes do início do experimento, os novilhos receberam controle de carrapatos e
foram everminados.
Como tratamentos, foram avaliadas três rações, que diferiram quanto ao tipo de
silagem de capim-Marandu utilizada nas suas composições (Tabela 1). As dietas foram
calculadas utilizando-se as equações do programa NRC – Gado de corte (1996),
objetivando-se a maximização do uso de volumoso, com ganho médio diário de 0,2 kg
para novilhos nelore em crescimento e pesando 350 kg.
Tabela 1 – Composição química das silagens e das rações (experimento 2)
Tratamentos - Silagem
1
Tratamentos - Rações
2
Variáveis
Controle LPPA LPPA+LB Controle LPPA LPPA+LB
MS (%) 29,8 32,1 29,7 34,1 35,2 34,8
MO (% MS) 87,6 89,9 90,1 92,3 93,1 92,9
Cinzas (% MS) 8,8 7,3 7,1 6,6 7,1 6,5
PB (% MS) 5,8 4,9 5,6 9,7 10,1 10,5
FDN (% MS) 79,5 79,3 78,8 74,3 74,9 75,1
FDA (% MS) 46,8 47,2 47,3 45,8 44,3 44,9
pH 4,6 4,5 4,4 - - -
N-NH
3
(% N total) 4,6 3,6 3,2 - - -
1
Média de três amostras coletadas nas extremidades (início e fim) e no meio dos silos, antes da abertura
utilizando-se um trado.
LPPA = Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici + celulase e hemicelulase; LPPA+LB = LPPA +
Lactobacillus buchneri.
2
Participação de ingredientes nas rações (% MS): silagem de capim = 84,52%; milho grão moído =
13,56%; uréia = 1,56%; premix mineral vitamínico = 0,37%
A quantidade de ração oferecida aos animais durante o período de coleta foi
ajustada para que houvesse 10% de sobras. Os animais foram alimentados uma vez ao
dia (8:00 h) e água foi fornecida à vontade. Durante o período de coleta, as rações
fornecidas e as sobras foram amostradas diariamente e acondicionadas em sacos
plásticos formando amostra composta. As fezes foram colhidas diariamente pela
manhã, em seguida pesadas, homogeneizadas e conservadas em freezer.
Ao término de cada período de coleta, as amostras compostas de fezes e de
alimentos sofreram secagem em estufa com circulação de ar a 55 ºC por 72 horas e,
posteriormente, foram moídas até as partículas atingirem menos de um milímetro e
armazenadas em potes plásticos. A partir das amostras secas e moídas foram
determinadas as concentrações de matéria seca (MS) e cinzas, segundo os métodos
descritos por SILVA & QUEIROZ (2002), e a concentração de fibra em detergente
neutro (FDN) foi realizado segundo as técnicas descritas por ROBERTSON & VAN
SOEST (1981).
Durante o período em que os animais foram alimentados, o painel de cada silo foi
avaliado com o objetivo de se estimar o grau de deterioração das silagens após a
quebra da vedação, conforme PAZIANI et al. (2005). A partir do sétimo dia de aeração
(quando o fenômeno foi detectado), antes de se iniciar o trato, a silagem que
apresentava problemas visuais (aspecto deteriorado) e temperatura excessiva em
relação ao restante do painel foi recolhida, pesada e descartada, o que permitiu avaliar
as perdas do total removido diariamente dos silos.
O delineamento utilizado foi o quadrado latino 3x3, com três animais, três
períodos e três quadrados, de acordo com o seguinte modelo:
Y
ijkl
= µ + Q
i
+ A(Q)
j(i)
+ P(Q)
k(i)
+ R
l
+ ε
ijkl
Onde: µ = média geral; Q
i
= efeito de quadrado (i = 1 a 3) ; A(Q)
j(i)
= efeito de
animal dentro de quadrado (j = 1 a 9); P(Q)
k(i)
= efeito de período dentro de quadrado (k
= 1 a 3); S
l
= efeito de rações (l = 1 a 3) e ε
ijkl
= erro residual.
Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância e as suas
médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, utilizando-se o
PROC GLM do programa SAS (2000).
3. Resultados e Discussão
3.1 Experimento 1 - Perfil da fermentação e estabilidade aeróbia
Os resultados referentes à composição química do capim-Marandu antes da
ensilagem estão apresentados na Tabela 2. A gramínea apresentou alto conteúdo de
umidade (média = 16,9% MS), podendo limitar a produção de silagem de qualidade
satisfatória, devido ao risco de surgirem fermentações indesejáveis.
Tabela 2 – Composição química da forragem tratada e não tratada antes da ensilagem (experimento 1)
Tratamentos
1
Variáveis
Controle LPPA
LB
BS
Média EPM
2
MS (%) 17,1
16,9
17,0
16,8
16,9 0,13
Cinzas (% MS) 8,6
8,5
8,6
8,5
8,5 0,10
PB (% MS) 6,8 6,7
5,8
6,3
6,4 0,20
FDN (% MS) 73,3
73,4
73,5
73,7
73,6 0,33
FDA (% MS) 50,5
52,0
52,9
51,5
51,7 0,54
Celulose (% MS) 43,9
45,4
46,2
45
45,1 0,54
Hemicelulose 22,8
21,9
20,6
22,2
21,9 0,44
Lignina (% MS) 6,6
6,6
6,7
6,5
6,6 0,21
DVIVMS (%)
3
66,8
a
64,5
bc
63,9
c
66,7
ab
65,5 0,44
pH 5,8 5,9 5,9 5,8 5,9 0,35
1
LPPB = Lactobacillus plantarum e Propionibacterium; LB = Lactobacillus buchneri; BS = Benzoato de
sódio (0,1% matéria verde)
2
EPM =
Erro padrão da média
3
DVIVMS = Digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca
a
Letras distintas nas linhas indicam valores estatisticamente diferentes (P<0,05)
MARI (2003), estudando o capim-Marandu para a produção de silagem aos 60
dias de crescimento, encontrou valor de 18,5% de MS. Verificou-se elevadas
concentrações de carboidratos estruturais (FDN = 73,6%; FDA = 51,7%; lignina = 6,6%)
e estes estão de acordo com a espécie e com o avançado estádio de crescimento da
cultura no momento da ensilagem. REIS (2000), avaliando a composição bromatológica
do capim-Marandu em função da idade de corte, detectou que aos 60 dias de
crescimento vegetativo a planta apresentava 73,7% de FDN, 43,5% de FDA e 5,6% de
lignina, valores próximos ao encontrado no presente trabalho. Os valores de DVIVMS
foram diferentes estatisticamente (P<0,05), possivelmente pelo efeito de amostragem,
pois a gramínea foi ensilada imediatamente após o corte, não sofrendo efeito da
respiração. O valor médio encontrado foi de 65,5%, semelhante ao observado por MARI
(2003), quando o capim-Marandu apresentava 60 dias de crescimento vegetativo
durante o verão (63,7%).
As características das silagens durante a fermentação estão apresentadas na
Tabela 3. As concentrações de MS das silagens durante o processo fermentativo não
apresentaram alteração, com valor médio de 18,0%, um ponto percentual acima ao da
forragem que lhes deram origem. As concentrações de FDN e FDA apresentaram
ligeira redução até o qüinquagésimo dia de fermentação, em todas as silagens
estudadas, possivelmente pelo efeito da hidrólise ácida e enzimática da hemicelulose,
pois durante a fase inicial de ensilagem, enzimas das células vegetais e dos
microrganismos envolvidos na fermentação são capazes de romper a estrutura celular,
quebrando as ligações químicas dos carboidratos estruturais, principalmente da
hemicelulose (WINTERS et al., 1987; CHAMBERLAIN, 1987). Do qüinquagésimo ao
sexagésimo dia houve elevação das concentrações de FDN e FDA. Tal fato pode ser
explicado pela redução de conteúdo celular, obtendo-se assim, elevação proporcional
dos constituintes da parede celular, uma vez que essas análises são determinadas por
método gravimétrico.
No sexagésimo dia, as concentrações de PB apresentaram queda (P<0,05) em
relação aos dias antecedentes e as concentrações de N-NH
3
(Tabela 3) tiveram
comportamento inverso. Possivelmente, houve atuação de microrganismos oportunistas
(Enterobactérias e/ou Clostridium), o que provocou fermentações indesejáveis nas
silagens estudadas. Os valores de N-NH
3
são considerados aceitáveis, com destaque
para o tratamento BS que apresentou a menor concentração (5,1%), 60 dias após a
vedação dos silos. SILVA (2002) verificou a mesma tendência nas silagens de capim-
Tanzânia, observando aumento linear na produção de amônia ao longo do processo
fermentativo. BERNARDES et al. (2005b) constataram instabilidade da população de
clostrideos em silagens de capim-Marandu durante a fermentação, com elevação do
número destas bactérias após o vigésimo oitavo dia de ensilagem. Os clostrideos
podem ser inibidos durante os primeiros dias de ensilagem pela queda do pH.
Entretanto, podem retomar o crescimento, pelo tamponamento do meio ao longo da
fermentação, pelos compostos produzidos.
Os valores de pH nas silagens estudadas (Tabela 3 e Figura 1) após um dia de
fermentação foram reduzidos de 5,9 para 4,7, mantendo-se estáveis até o
qüinquagésimo dia (média = 4,6), e apresentando elevação (P<0,05) no sexagésimo dia
(média = 5,1), o que poderia comprovar a presença de bactérias do gênero Clostridium,
levando ao consumo de ácido lático, pois, segundo PAHLOW et al. (2003), as espécies
sacarolíticas (Clostridium tyrobotyricum) assimilam este ácido como fonte de energia.
Segundo DRIEHUIS et al. (1999), o L. buchneri durante a fermentação pode consumir
lactato, transformando-o em acetato, fato este que levaria a elevação do pH no
tratamento LB.
A expectativa que a silagem LPPB apresentasse valor de pH inferior aos demais
tratamentos, pela presença de bactéria homofermentativa, não foi comprovada.
Possivelmente, as características inerentes à forragem (concentração de umidade e de
CHOs) não foram favoráveis ao desenvolvimento destas. COAN et al. (2005) estudaram
o efeito da inoculação L. plantarum, Enterococcus faecium e Pediococcus (1,5x10
5
bactérias/ g forragem) em silagens de capim-Tanzânia e Mombaça em duas idades de
corte (45 e 60 dias), onde a presença do inóculo não alterou os valores de pH,
concentração de ácido lático e de N-NH
3
nos tratamentos avaliados.
As perdas por gases ao longo do processo fermentativo até o qüinquagésimo dia
apresentou ligeira elevação (P<0,05) e foram semelhantes nas silagens avaliadas
(Tabela 3). Substancial elevação na produção de gás foi observada aos 60 dias após a
ensilagem (P<0,05), com valor máximo correspondente à silagem LB. A produção de
CO
2
devido à rota heterolática de fermentação apresentada pelo L. buchneri pode
explicar tais resultados. A elevação das perdas nas demais silagens no sexagésimo dia
pode ser devido à presença de fermentações secundárias, uma vez que foi observado
aumento dos valores de pH e N-NH
3
.
A produção de efluente foi superior na silagem controle durante toda a
fermentação, apresentando média final de 68,5 kg/t MV, seguido pelo tratamento LB
com valor médio de 59,5 kg/t MV (Tabela 4). MARI (2003) encontrou valor de 39,6 kg/ t
MV em silagens de capim-Marandu com 19,5% MS, no entanto, a comparação de
resultados para este tipo de variável se torna difícil, pois além das concentrações de MS
da planta, a pressão de compactação exercida no momento da ensilagem e o grau de
picagem da forragem são fatores relevantes.
A silagem BS alcançou a maior recuperação de MS (P<0,05) 60 dias após o
fechamento dos silos (Tabela 3). O menor valor de pH, de N-NH
3
e de gás também
foram observados nesta silagem o que repercutiu favoravelmente para este dado. As
silagens controle e LB apresentaram as menores recuperações, devido às perdas
superior de gases e efluente.
Tabela 3 – Características das silagens de capim-Marandu tratado com aditivos bacterianos e químico
(experimento 1)
Variáveis Tratamentos (A)
1
Dias após o fechamento (B)
Efeitos e
Interações
(P<)
2
EPM
3
Cont LPPB
LB
BS
1 5 15 60 A B AxB
MS (%) 17,8
b
18,2
a
18,0
a
18,3
a
17,8
18,0
18,1
18,0
* ns ns 0,10
FDN (% MS) 72,0 72,5 73,1 71,9 72,7
b
71,4
c
71,0
c
74,2
a
ns ** ** 0,37
FDA (% MS) 47,0 46,5 49,1 46,7 48,1
a
46,1
b
44,7
c
50,5
a
ns ** ns 0,90
PB (% MS) 5,7
b
6,2
a
6,2
a
6,2
a
6,6
a
6,4
a
6,3
a
5,0
b
** ** * 0,09
N-NH
3
(% N total) 3,6
a
3,6
a
3,2
ab
2,4
b
1,4
c
1,8
bc
2,3
b
7,3
a
** ** * 0,24
pH 4,7 4,7 4,8 4,7 4,7
b
4,6
b
4,6
b
5,1
a
ns ** ** 0,02
Gases (% MS) 2,9 2,9 3,6 2,5 0,7
c
1,6
bc
2,7
b
7,0
a
ns ** ** 0,32
Efluente (kg/t MV) 68,5
a
48,2
c
59,5
b
56,6
b
26,3
c
47,5
b
76,6
a
82,5
a
** ** ns 2,61
RMS (%)
4
89,1
c
92,0
b
90,9
b
92,5
a
92,9
a
93,0
a
93,0
a
86,4
b
** ** ns 0,53
DVIVMS (%)
5
56,5 56,6 56,0 56,1 58,7
ab
60,0
a
56,3
b
50,1
c
ns ** ns 0,57
1
Cont = controle; LPPB = Lactobacillus plantarum e Propionibacterium; LB = Lactobacillus buchneri; BS =
Benzoato de sódio (0,1% matéria verde)
2
ns = não significativo;
*
(P<0,05);
**
(P<0,01)
3
EPM =
Erro padrão da média
4
RMS = Recuperação de matéria seca
5
DVIVMS = Digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca
a
Letras distintas nas linhas indicam valores estatisticamente diferentes
Os valores de DVIVMS (Tabela 3) sofreram queda de nove pontos percentuais
ao longo do processo fermentativo (58,7% e 50,0%, primeiro e sexagésimo dias,
respectivamente), principalmente do qüinquagésimo para o sexagésimo dia (P<0,05).
Um fato que se torna relevante é a comparação dos valores de DVIVMS no momento
da ensilagem (Tabela 2) e após 24 horas de fermentação, onde ocorreu redução de
65,5% para 58,7% (sete pontos percentuais). Contudo, a RMS nas silagens após um
dia de fermentação foi baixa e estes valores podem ser explicados pela elevada
produção de efluente nas silagens (26,3 g/kg MV – média do primeiro dia de
ensilagem), pois este é constituído principalmente por conteúdo celular. Verifica-se que
31,5% do total de efluente foi produzido após 24 horas de fermentação, situação
semelhante observada por LOURES (2000) verificando que 55% do efluente produzido
durante a ensilagem ocorreu nos dois primeiros dias após o fechamento dos silos.
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
015 15 6036
Dias
pH
Controle
LPPB
LB
BS
aerobiose
Figura 1 – Variação temporal do pH, desde a ensilagem até o ultimo dia de exposição aeróbia, das
silagens de capim-Marandu tratado com aditivos bacterianos e químico (experimento 1)
LPPB = Lactobacillus plantarum e Propionibacterium; LB = Lactobacillus buchneri; BS = Benzoato de
sódio (0,1% matéria verde)
Os resultados referentes à estabilidade aeróbia das silagens estão apresentados
na Tabela 4. As concentrações de MS apresentaram elevação durante a exposição ao
ar (P<0,05), devido a evaporação de água contida na massa de silagem para o
ambiente, observando-se valor médio de 20,8%.
Os valores de pH elevaram-se do primeiro para o terceiro de exposição aeróbia
(P<0,05) mantendo-se estáveis após seis dias de aeração (Figura 1). Entre os
tratamentos observou-se que as silagens inoculadas com L. plantarum apresentaram as
maiores altas (P<0,05). Após a quebra da vedação os microrganismos aeróbios iniciam
o seu crescimento e podem utilizar o ácido lático como fonte de energia, o que
determina o aumento dos valores de pH quando as silagens são expostas ao ar
(WEINBERG et al., 1993). Os valores de DVIVMS mantiveram-se estáveis por todo o
período de aeração, com valores semelhantes as silagens quando os baldes foram
abertos.
As variações de temperatura durante os dias de exposição ao ar estão
sumarizadas na Figura 2. As silagens em estudo podem ser consideradas estáveis de
acordo com a metodologia adotada, não ultrapassando em 2 ºC a temperatura
ambiente (25 ºC) durante os seis dias de aeração. BERNARDES et al. (2003) relataram
que silagens de gramíneas tropicais com concentrações de MS abaixo de 30% são
mais propensas à deterioração por bactérias (Bacillus e Enterobactérias), devido à
estabilidade de fermentação em pH acima de 4,5, concentração de umidade e ausência
de substrato para as leveduras, pois estas são sensíveis a fonte de nutrientes. O
inverso ocorre com silagens de alta qualidade, como as de milho e de sorgo, que são
deterioradas principalmente por fungos filamentosos e leveduras (MUCK, 2004), o que
provoca elevação de temperatura (McDONALD et al., 1991). Segundo ÖSTLING &
LINDGREN (1995), a presença de enterobactérias torna as silagens mais estáveis
durante a aerobiose, pela produção de alguns compostos durante a fermentação,
levando a inibição das leveduras durante a exposição ao O
2
.
Tabela 4 – Características das silagens de capim-Marandu tratado com aditivos bacterianos e químico
durante a exposição ao ar (experimento 1)
Tratamentos (A)
1
Dias de exposição (B)
Efeitos e
Interações (P<)
2
Variáveis
Controle LPPB
LB
BS
0 3 6 A B A x B
EPM
3
MS (%) 21,1 20,4 20,9 20,8 17,7
a
23,5
b
21,1
b
ns ** ns 1,28
pH 5,2
b
5,4
a
5,1
b
5,1
b
5,1
c
5,3
a
5,2
b
* ** * 0,09
DVIVMS (%)
4
49,1 49,7 51,8 51,4 50,9 50,0 50,1 ns ns ns 2,07
RMS (%)
5
99,9 98,1 98,6 98,5 - - - ns - - 0,86
1
LPPB = Lactobacillus plantarum e Propionibacterium; LB = Lactobacillus buchneri; BS = Benzoato de
sódio (0,1% matéria verde)
2
ns = não significativo;
*
(P<0,05);
**
(P<0,01)
3
EPM =
Erro padrão da média
4
DVIVMS = Digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca
5
RMS = Recuperação de matéria seca – seis dias de exposição ao ambiente
a
Letras distintas nas linhas indicam valores estatisticamente diferentes
A análise conjunta dos dados (Tabela 4 e Figura 2) permite concluir que as
silagens de capim-Marandu, com concentrações de MS próximos a 20%, são estáveis
em condições de aerobiose, mesmo na presença de inoculante contendo bactéria
homofermentativa. Os incrementos com outros ácidos (acético e benzóico), utilizados
nos tratamentos LB e BS, com vistas a reduzir a susceptibilidade destas silagens à
deterioração aeróbia não se faz necessário, devido às particularidades que esta
espécie forrageira apresenta durante a fermentação, reduzindo a atividade de fungos e
leveduras durante a aeração. ANDRADE & MELOTTI (2003) avaliaram as
características fermentativas de silagem de capim-Elefante com 15% de MS e
encontram concentração de ácido acético da ordem de 3,2%. Esta concentração de
acetato é considerada elevada, pois é característico de silagem de milho inoculada com
L. buchneri na concentração de 1 x 10
6
bactérias/g de forragem, como foi observado no
trabalho de RANJIT & KUNG (2000). CAMARGO et al. (2004) estudaram a estabilidade
aeróbia de silagem de capim-Marandu com diversas concentrações de umidade e
encontraram que a silagem com concentração de MS reduzida (20,4%) foi mais estável,
quando comparada com as demais silagens (35% de MS), verificando-se 13 e 6 dias,
respectivamente, para que houvesse quebra da estabilidade.
23,0
24,0
25,0
26,0
27,0
28,0
29,0
123456
Dias de exposição ao ar
Temperatura (ºC
)
controle
LPPB
LB
BS
Figura 2 – Variação temporal da temperatura das silagens de capim-Marandu tratado com aditivos
bacterianos e químico durante a exposição ao ar (experimento 1)
Temperatura da câmara climática
Temperatura para romper a estabilidade aeróbia
LPPB = Lactobacillus plantarum e Propionibacterium; LB = Lactobacillus buchneri; BS = Benzoato de
sódio (0,1% matéria verde)
As perdas de MS nas fases fermentativa e aeróbia estão apresentadas na
Figura 3. Observou-se que o período onde se encontra a maior perda foi durante a
fermentação, principalmente pela elevada concentração de umidade da planta, o que
acarreta a lixiviação de nutrientes na forma de efluente e o desenvolvimento de
microrganismos oportunistas, provocando fermentações indesejáveis. Conforme foi
relatado anteriormente, quando as silagens de capim-Marandu são expostas ao
ambiente, estas se apresentam pouco propensas à deterioração aeróbia. Os aditivos
estudados não foram eficientes em reduzir as perdas, seja durante a fermentação ou
quando as silagens estiveram presentes ao O
2
.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Controle LPPB LB BS
Perdas (% MS)
fermentação
aerobiose
total
a
a
a
a
Figura 3 – Perdas de matéria seca das silagens de capim-Marandu tratado com aditivos bacterianos e
químico, após 60 dias de fermentação e seis dias de exposição aeróbia (experimento1)
LPPB = Lactobacillus plantarum e Propionibacterium; LB = Lactobacillus buchneri; BS = Benzoato de
sódio (0,1% matéria verde)
RMS
total
= [(RMS
fermentação
x RMS
aerobiose
)/100]
Letras iguais acima das barras não diferiram estatisticamente (P>0,05)
Erro padrão da média = 1,14
3.2 Experimento 2 - Consumo e digestibilidade aparente
As perdas por deterioração aeróbia das silagens, o consumo e a digestibilidade
aparente das rações estão apresentados na Tabela 5. As rações não diferiram
estatisticamente quanto ao consumo de MS (kg/dia e % PV), MO (kg/dia) e FDN (%
PV). As quantidades médias de ração ingerida em kg MS e kg MO/dia foram de 5,7 e
4,6 kg, respectivamente, o que correspondeu a 1,6% do peso vivo (kg MS). Valores
semelhantes foram encontrados por SILVA et al. (2005), onde avaliaram a ingestão de
novilhos (peso vivo médio = 364 kg) sob diferentes proporções de concentrado na ração
a base de silagem de capim-Marandu, e encontraram consumo de 5,3 e 4,9 (kg MS e
kg MO/dia, respectivamente) na ração com 20% de concentrado e 80% de volumoso.
PAZIANI (2004) avaliou a ingestão de rações contendo alta proporção de
silagem de capim-Tanzânia (86,6% base MS) em novilhos nelore com peso vivo médio
de 415 kg e encontrou consumo médio de 4,5 kg MS/dia (1,1% PV). Segundo a autora,
esta ingestão ficou abaixo da média prevista pelo NRC (1996), o qual previu consumo
de 8,6 kg/animal/dia, o que acarretou perda de peso dos animais durante o período
experimental. No presente estudo, as previsões feitas com base nas equações do NRC
(1996) também superestimou o consumo, porém houve ganhos marginais da ordem de
120 g/animal/dia.
Assim como na variável consumo, a digestibilidade aparente da ração na silagem
controle foi discretamente superior aos demais tratamentos, contudo, não foram
diferentes estatisticamente (P>0,05). As digestibilidades médias da MS e da MO foram
de 51,6 e 54,5%, respectivamente, valores comumente encontrados em rações
contendo alta proporção de silagem de gramínea tropical.
As perdas do total removido diariamente dos silos foram superiores nas silagens
com presença de inóculo, principalmente na forragem tratada com LPPA+LB. A partir
do sétimo dia de alimentação dos animais, os silos LPPA e LPPA+LB apresentaram
sinais claros de aquecimento da massa, presença de fungos e elevação do pH. O
avanço diário na massa (média de 18 cm) não foi suficiente para inibir que o fenômeno
de deterioração aeróbia ocorresse, o que possivelmente determinou redução do
consumo e digestibilidade destas silagens.
Tabela 5 – Perdas por deterioração aeróbia, consumo e digestibilidade aparente das rações contendo
silagens de capim-Marandu tratado com bactérias homo e heterofermentativas, isoladas ou
associadas (experimento 2)
Tratamentos
1
Variáveis
Controle LPPA
LPPA+LB
EPM
2
Perdas (%)
3
19,9 25,8 34,0 -
Consumo
kg MS/dia 5,8 5,6 5,7 0,22
kg MO/dia 4,7 4,4 4,5 0,22
kg MS (% peso vivo) 1,6 1,6 1,6 0,04
kg FDN (% peso vivo) 1,2 1,2 1,2 0,03
Digestibilidade
MS (%) 53,3 50,4 51,0 0,78
MO (%) 56,0 54,0 53,6 0,86
1
LPPA = Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici + celulase e hemicelulase; LPPA+LB = LPPA +
Lactobacillus buchneri
2
Erro padrão da média
3
Perdas do total removido diariamente dos silos – média da avaliação de 44 dias
A alta proporção de partículas com tamanho acima de 20 mm, a alta
concentração de fibra e de MS da planta dificultaram a compactação da massa,
resultando em densidade de 495 kg/m
3
. Além da porosidade da massa, a concentração
de nutrientes é relevante na estabilidade aeróbia e as silagens LPPA e LPPA+LB
podem ter se tornadas mais instáveis pela inoculação com bactérias homofermentantes,
pois o lactato pode ser assimilado pelas leveduras oxidativas, como foi observado no
trabalho de WEINBERG et al. (1993), embora alguns trabalhos, como o de MEESKE &
BASSON (1998), não encontraram efeito negativo em silagens inoculadas com L.
pantarum, L. bulgaricus e L. acidophilus, quando estas foram expostas ao ar.
PAZIANI et al. (2005) avaliaram silagens de capim-Tanzânia com concentração
de umidade original (24,5% MS), inoculada ou não, e silagens emurchecidas (27,7% de
MS) e verificaram que as perdas por deterioração foram superiores no tratamento que
sofreu emurchecimento (29,1%) e naquela que recebeu a aplicação de aditivo (22,5%),
sendo que a silagem com umidade original e sem inoculante apresentou perda de
15,5%.
4. Conclusões
O uso de benzoato de sódio e de bactérias homo e heterofermentativas não
reduzem as perdas de matéria seca durante a fermentação e nem favorecem a
estabilidade aeróbia das silagens de capim-Marandu com alta concentração de
umidade.
A inoculação com bactérias homo e heterofermentativas, isolada ou associada,
não altera o consumo e a digestibilidade aparente nas rações contendo alta proporção
de silagem de capim-Marandu.
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CAPÍTULO 3 – INOCULANTES CONTENDO BACTÉRIAS HOMO OU
HETEROFERMENTATIVAS NA ENSILAGEM DE MILHO E DE SORGO GRANÍFERO
RESUMO – As perdas no valor nutritivo durante a exposição das silagens ao ar se
constitui num dos principais problemas. A presente pesquisa teve como objetivo
determinar o efeito de inclusão de bactérias homo ou heterofermentativas teria sobre a
estabilidade aeróbia em silagens de milho e de sorgo granífero, investigando os
seguintes tratamentos: 1) Forragem não tratada (controle), Forragem tratada com
Lactobacillus plantarum (LP) e Forragem tratada com Lactobacillus buchneri NCIMB
40788 (LB). Os inoculantes foram aplicados na concentração de 1x10
6
bactérias/g de
forragem. Decorridos 90 e 93 dias de fermentação (milho e sorgo, respectivamente), as
silagens foram submetidas à avaliação da deterioração aeróbia pelas alterações
químicas, microbiológicas e de temperatura. Quando os silos foram abertos, os valores
de pH foram superiores nas silagens com LB, que se derivou da menor concentração
de ácido lático e maiores de ácido acético. As populações de fungos filamentosos e de
leveduras foram maiores nas silagens sem inóculo e com LP. Durante a exposição das
silagens ao ar houve crescimento da população de leveduras e de fungos, com
elevação dos valores de pH, havendo quebra da estabilidade após 40 h na presença de
O
2
, nas silagens controle e com LP. A temperatura nas silagens com LB manteve-se
como a do ambiente durante as 222 h de aerobiose. A deterioração aeróbia acentuada
nas silagens controle e com LP elevaram significativamente as perdas de MS. O L.
buchneri quando aplicado à forragem manteve a estabilidade aeróbia em silagens de
milho e de sorgo.
Palavras-chave: estabilidade aeróbia, fungos, L. buchneri, L. plantarum, perdas
1. Introdução
A silagem de milho é um dos volumosos conservados mais conhecido e utilizado
em todo o mundo (WILKINS et al., 1999) e o interesse pela cultura do sorgo na
confecção de silagem vem crescendo (BERENJI & DAHLBERG, 2004). Desse modo,
acredita-se que elevadas quantidades de silagem estejam sendo perdidas e que a
economia de produção esteja sofrendo conseqüências negativas pelos impactos da
deterioração aeróbia destas silagens.
Os efeitos deletérios do oxigênio ocorrem no abastecimento e durante o
armazenamento pela permeabilidade das lonas, furos acidentais ou pelo fechamento
inadequado, principalmente nas áreas marginais do silo (WEINBERG & ASHBELL,
2003). Entretanto, durante a remoção e fornecimento das silagens aos animais, o
contato com O
2
se torna inevitável. As leveduras assimiladoras de ácidos orgânicos
consomem o ácido lático (LINDGREN et al., 1985), elevando o pH da silagem e
aumentando os riscos no desenvolvimento de bactérias oportunistas (Bacillus;
Clostridium; Listeria) e de fungos, depreciando o valor nutritivo e alterando a qualidade
higiênica do volumoso (LINDGREN et al., 2002).
As estratégias para conter a instabilidade aeróbia de silagens são antigas e a
principal alternativa tem sido a adição de ácidos (acético, fórmico, benzóico e
propiônico), por seu efeito antifúngico (WOOLFORD, 1975). No passado, a inclusão de
ácidos em silagens era realizada em altas doses (10 a 20 g/kg) o que geralmente
provocava a esterilização do alimento, prejudicando assim o processo fermentativo,
além de ser corrosivo ao equipamento no qual era utilizado para a aplicação (KUNG et
al., 2003).
Atualmente, existem formas mais seguras e ecológicas no controle de
microrganismos indesejáveis; a inclusão da bactéria Lactobacillus buchneri tem sido
uma delas. O L. buchneri pode controlar o crescimento de leveduras e de fungos de
maneira indireta, pela produção de ácido acético durante a fermentação (DRIEHUIS et
al., 1999).
No passado, os inoculantes continham principalmente espécies
homofermentativas (Lactobacillus plantarum), promovendo grande número de
resultados inconsistentes sobre a efetividade destas bactérias. Além deste fato, a
presença de bactérias homofermentativas pode tornar a massa mais instável em
decorrência de assimilação de ácido lático pelos microrganismos aeróbios (WEINBERG
& MUCK, 1996).
Nos Estados Unidos e na Europa, em função da adoção do L. buchneri por parte
dos pecuaristas na ensilagem de milho, as empresas têm lançado seus produtos no
mercado, promovendo diversas opções de cepas e diferentes concentrações da
bactéria no momento da aplicação (KLEINSCHMIT et al., 2005). RANJIT et al. (2002),
estudando a deterioração aeróbia em silagem de milho, avaliaram a cepa L. buchneri
40788 em quatro concentrações (1x10
5
; 2,5x10
5
; 5x10
5
; 1x10
6
/g forragem) e concluíram
que as inoculações promoveram intensa fermentação heterolática, sendo eficaz para
manter a estabilidade aeróbia da silagem a partir da concentração de 5x10
5
/g forragem.
O presente trabalho teve como objetivo, avaliar as características fermentativas e
a estabilidade aeróbia das silagens de milho e de sorgo granífero inoculadas com
Lactobacillus buchneri 40788 e Lactobacillus plantarum.
2. Material e Métodos
2.1 Localização, plantio das culturas e colheita
No município de Sezzadio (44
º
47
'
N e 08
º
34
'
E), localizado na região norte da
Itália, no início do mês de maio foi semeada a cultura de sorgo (Sorghum bicolor L. cv.
Kalblanc), com uma densidade de 15 plantas/m
2
. A colheita da cultura foi realizada no
dia 26/08/2005, quando os grãos apresentavam aspecto farináceo, utilizando-se
colhedora automotriz, com o tamanho de corte regulado em 5 mm e o dispositivo para
processar os grãos em 1,5 mm.
A cultura de milho (Zea mays L.) foi conduzida numa fazenda no município de
Frossasco (44
º
56
'
N e 07
º
21
'
E), região norte da Itália, onde a semeadura ocorreu na
primeira quinzena do mês de março e a colheita no dia 29/08/2005, quando os grãos
apresentavam linha do leite próxima de 50% (AFUAKWA & CROOKSTON, 1984),
utilizando-se colhedora automotriz, com o tamanho de corte regulado em 14 mm e o
dispositivo para processar os grãos em 1,5 mm.
2.2 Tratamentos, inoculação e silos experimentais
No momento em que ocorria a colheita das forrageiras, foram coletados 300 kg
de material e efetuados os seguintes tratamentos: 1) forragem não tratada (controle), 2)
forragem tratada com Lactobacillus plantarum (LP) e 3) forragem tratada com
Lactobacillus buchneri NCIMB 40788 (LB), na concentração de 1x10
6
bactérias/ g de
forragem (LP e LB).
A cepa de L. plantarum é encontrada no inoculante comercial Lactosil (CSL) e a
de L. buchneri no produto Lalsil Fresh (Lallemand S.A.). Os inoculantes foram diluídos
em água destilada e aplicados na taxa de 2 ml/kg de forragem, utilizando-se
pulverizador manual. Como silos experimentais foram utilizados 24 baldes plásticos (12
baldes para cada forrageira) com capacidade de 20 litros (aproximadamente 18 kg de
silagem) e foram armazenados em local fechado a temperatura ambiente.
2.3 Avaliação da estabilidade aeróbia
Decorridos 90 e 93 dias após o fechamento dos silos, que se refere as silagens
de milho e sorgo, respectivamente, os silos foram abertos e todo conteúdo foi retirado e
homogeneizado. Cerca de três quilos de silagem foram colocados em sacos plásticos e
acondicionados em caixas de isopor, que foram levadas a uma sala fechada à
temperatura ambiente (20-23 ºC). As temperaturas das silagens foram monitoradas
duas vezes ao dia (8:00 e 18:30 hs) durante nove dias, com o uso de termômetro
inserido a 10 cm, no centro da massa. A temperatura do ambiente foi monitorada com o
mesmo termômetro utilizado na medição da temperatura das silagens. A instabilidade
aeróbia foi considerada como o somatório das diferenças térmicas durante nove dias de
exposição ao ar, subtraindo a temperatura média das silagens e a do ambiente,
conforme KEADY & O’KIELY (1996).
As concentrações de matéria seca (MS) e os valores de pH foram determinados
com zero, cinco, sete e nove dias de aeração das silagens. As concentrações de nitrato
após zero, sete e nove dias, e a população de fungos filamentosos e de leveduras após
zero, cinco e nove dias exposição ao ar. As caixas de isopor eram pesadas, efetuava-
se a homogeneização de todo o conteúdo, retirava-se as amostras (250 g) e então as
caixas eram pesadas novamente.
2.4 Recuperação de matéria seca
Determinou-se a recuperação de matéria seca (RMS), na fermentação e
estabilidade aeróbia pela seguinte equação:
100x
MFixMSi
MFfxMSf
RMS
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Onde:
RMS = recuperação de matéria seca (%); MFi = massa de forragem inicial (kg);
MSi = concentração de matéria seca inicial (%); MFf = massa de forragem final (kg);
MSf = concentração de matéria seca final (%).
A RMS durante a estabilidade aeróbia foi determinada pelo seguinte cálculo:
RMS
(0-7 dia)
= [(RMS
(0-5 dia)
x RMS
(5-7 dia)
)/100]
RMS
(0-9 dia)
= [(RMS
(0-7 dia)
x RMS
(7-9 dia)
)/100]
2.5 Análises químicas e microbiológicas
Na determinação das concentrações de MS, as amostras foram submetidas à
secagem em estufa a 55 ºC, por 72 h. Na avaliação das características fermentativas e
microbiológicas foram pesadas 30 g de amostras e 270 g de água destilada ou de
H
2
SO
4
0,1N, homogeneizadas durante 4 minutos mediante o aparelho Lab-Blender
Stomacher 400 (Steward Laboratory, London) e posteriormente filtradas.
As amostras diluídas em H
2
SO
4
0,1N foram utilizadas na determinação das
concentrações de ácido lático, acético e etanol, mediante HPLC (High Performance
Liquid Chromatography) de acordo com CANALE et al. (1984). Os extratos diluídos em
água destilada foram utilizados na determinação do pH, das concentrações de nitrato
(NO
3
), conforme (SPOELSTRA, 1983), e do número de microrganismos. O meio de
cultura utilizado na contagem de bactérias ácido láticas (BAL) foi o MRS agar (MERCK)
adicionado de natamicina (0,25 g/L), sendo que as placas de Petri foram incubadas a
30
o
C por três dias em anaerobiose, em jarra com sistema Gas-pak (SPOELSTRA et
al., 1988). As placas contendo
o meio de cultura YGC agar (Fluka) foram utilizadas na
determinação da
população de leveduras e de fungos filamentosos, após incubação de
48 e 120 horas, respectivamente. Os números de microrganismos presentes foram
contados como unidade formadora de colônia (ufc) e expressas como logaritmo na
base 10.
2.6 Delineamento experimental e análises estatísticas
O delineamento experimental utilizado na avaliação da estabilidade aeróbia foi
inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema de parcelas
subdivididas, sendo as parcelas os tratamentos e as subparcelas os tempos, de acordo
com o seguinte modelo:
Y
ijk
= µ + S
i
+ ε
(a)
+ T
j
+ ST
ij
+ ε
(b)
Onde: µ = média geral; S
i
= efeito de silagem (i = 1 a 4); T
j
= efeito de tempo (j = 1
a 4); ST
ij
= interação silagem e tempo; ε = erro residual.
Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância e as suas
médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, utilizando-se o
PROC MIXED do programa SAS (2000).
3. Resultados e Discussão
3.1 Composição química e características fermentativas
Os valores das características químicas (MS, pH e NO
3
) e as contagens de
leveduras e de fungos nas forragens se encontram na Tabela 1. A planta de sorgo
apresentou concentração de MS elevado, devido ao avançado estádio de maturação
dos grãos (farináceo), e não foi observada a presença de NO
3
. As populações de
leveduras e de fungos foram semelhantes nas duas culturas, sendo representadas pela
microflora epifítica da forragem.
Tabela 1 – Características das forragens antes da ensilagem
Variáveis Milho Sorgo
MS (%) 35,0 40,4
pH 5,4 ND
Nitrato (% MS) 0,16 -
Leveduras (log ufc/g) 7,2 7,1
Fungos (log ufc/g) 6,3 5,2
ND = não determinado
As variáveis fermentativas e microbiológicas referentes às silagens de milho e de
sorgo encontram-se na Tabela 2. As concentrações de acetato e os valores de pH
foram superiores (P<0,05) e as concentrações de lactato inferiores, nas silagens de
ambas as gramíneas em que se usou o LB na ensilagem. Segundo OUDE ELFERINK
et al. (2001), o L. buchneri pode converter o ácido lático em acetato e 1,2 propanodiol,
durante a anaerobiose. Desse modo, valor de pH mais elevado pode ser oriundo da
degradação do ácido forte (lático) em compostos que não são efetivos na redução da
acidez da massa.
Quanto à concentração de acetato, tem sido encontrado diversos valores após o
período fermentativo. Entretanto, as características são semelhantes em silagens
resultantes da adição de LB durante a ensilagem quando estas são expostas ao ar. No
presente estudo, as concentrações de acetato foram 2,9 e 1,9% nas silagens de milho e
de sorgo, respectivamente. Contudo, no estudo desenvolvido por RANJIT & KUNG
(2000), a concentração de acetato foi de 5,4% em silagem de milho com LB (1x10
6
bactérias/g), havendo a manutenção da estabilidade aeróbia das silagens nas duas
pesquisas, com concentrações de ácido acético bastante distintos. Possivelmente,
outros fatores estão interagindo para que a deterioração não ocorra, como foi
demonstrado no trabalho de KROONEMAN et al. (2002); cujos autores mostraram que
a bactéria Lactobacillus diolivorans sp. nov. possui a capacidade de degradar 1,2-
propanodiol (produto da fermentação pelo LB) a 1-propanol e ácido propiônico, o que
promove um efeito estabilizante na massa de silagem mais acentuado.
As plantas de milho e de sorgo inoculadas com LB resultaram em silagens com
baixas concentrações de etanol. As bactérias heteroláticas produzem álcool durante o
processo fermentativo, porém o LB não possui a enzima acetaldeído desidrogenase,
havendo, portanto, uma supressão na produção de etanol durante a fermentação.
Segundo McDONALD et al. (1991), a ausência desta enzima direciona o metabolismo
da bactéria para a produção de ácido acético e este cenário pode ser observado em
diveros trabalhos, como os de RANJIT et al. (2002), NISHINO et al. (2003) e MUCK
(2004).
As concentrações de NO
3
estão de acordo com as encontradas em silagem de
milho que, segundo SPOELSTRA (1985), variam de 0,1 a 0,4%. O autor ainda ressalta
que a presença de NO
3
eleva o poder tamponante na planta, o que pode explicar o
mais alto valor de pH em silagens com LB, onde se encontra concentração mais
elevada de NO
3
.
A população de BAL foi maior nos tratamentos que receberam inóculos (P<0,05),
principalmente nas silagens com LB, evidenciando que houve crescimento e
sobrevivência ao longo da fermentação.
A contagem de fungos filamentosos foi baixa em todas as silagens estudadas
(<2,0 log ufc/g). Houve menor número de leveduras na silagem com LB (P<0,05),
relativamente às outras duas silagens, nas culturas de milho e de sorgo.
Aparentemente, a concentração de ácido acético nas silagens inoculadas com L.
buchneri retardou o desenvolvimento de leveduras, pois, como exposto por MOON
(1993), este ácido apresenta propriedades antifúngicas.
Tabela 2 – Características das silagens de milho e de sorgo com inoculantes bacterianos após 90 dias de
fermentação
Milho Sorgo
Variáveis
controle LP
1
LB
2
EPM
3
controle LP LB
EPM
MS (%) 34,9 34,4 32,9 0,42 41,2
a
38,7
b
39,6
a
0,46
pH 3,6
b
3,6
b
3,7
a
0,03 3,8
b
3,8
b
4,0
a
0,03
Ácido lático (% MS)
4
5,8 6,4 4,3 - 5,1 5,1 3,9 -
Ácido acético (% MS)
4
1,1 1,1 2,9 - 1,0 1,0 1,9 -
Etanol (% MS)
4
1,1 1,8 0,8 - 0,9 0,7 0,6 -
Nitrato (% MS) 0,09 0,11 0,13 0,01 - - - -
BAL (log ufc/g)
4,5
b
7,0
a
8,5
a
0,59 4,3
b
5,4
b
9,0
a
0,76
Leveduras (log ufc/g) 5,1
a
4,9
a
<2,0
b
0,72 5,9
a
5,8
a
<2,0
b
0,79
Fungos (log ufc/g) <2,0 <2,0 <2,0 - <2,0 <2,0 <2,0 -
RMS (%)
5
95,6 95,3 93,2 0,75 97,6 95,5 101,4 1,31
1
LP = Lactobacillus plantarum
2
LB = Lactobacillus buchneri
3
EPM = Erro padrão da média
4
Média de duas repetições
5
BAL = Bactérias ácido lática
6
RMS = Recuperação de matéria seca
a
Letras distintas nas linhas indicam valores estatisticamente diferentes (P<0,05)
A RMS foi variável nas duas culturas, pois o tratamento LB apresentou o menor
valor na silagem de milho e recuperação positiva na silagem de sorgo. Segundo
McDONALD et al. (1991), a fermentação heterolática promove maiores perdas de MS
pela produção de gases (CO
2
e H
2
), o que foi observado na silagem de milho tratada
com LB, porém não houve efeito significativo entre os tratamentos. FILYA (2003),
avaliando silagens de milho e de sorgo com LP, LB e LP+ LB, encontrou menor RMS
onde houve inoculação com LB, resultado não verificado por RANJIT et al. (2002).
3.2 Estabilidade aeróbia
A susceptibilidade à deterioração aeróbia das silagens de milho e de sorgo está
representada na Figura 1. Após 40 horas de exposição ao ar iniciou-se a elevação da
temperatura na massa, nas silagens controle e com LP. As temperaturas nas silagens
com LB estiveram próximas à temperatura ambiental durante as 222 horas na presença
de O
2
. RANJIT & KUNG (2000), estudando a deterioração aeróbia em silagem de milho,
observaram quebra da estabilidade com 26,5 e 33,0 h na silagem controle e tratada
com LP, respectivamente, e o tratamento que recebeu LB (1x10
6
bactérias/g) como
inóculo obteve mais de 900 h de estabilidade.
Concomitantemente ao rompimento da estabilidade aeróbia, ocorre elevação de
temperatura na massa, que pode ser obervada na Figura 2. As silagens controle e
inoculada com LP apresentaram, ao final de nove dias de exposição ao ar, acúmulo
médio de 100 ºC, enquanto a silagem tratada com LB não apresentou aquecimento
(P<0,05).
A elevação da temperatura e sua manutenção ao longo do tempo são
importantes indicadores de deterioração aeróbia, sendo reflexo do crescimento de
leveduras e fungos filamentosos, como está representado nas Tabelas 3 e 4. O número
de leveduras aumentou significativamente nos tratamentos controle e LP, tanto na
silagem de milho, como na silagem de sorgo (P<0,05), durante o período em que se
mantiveram expostas ao O
2
. O desenvolvimento destes micorganismos é acompanhado
de alterações na composição química da silagem, o que promoveu a elevação dos
valores de pH (silagens controle e com LP).
0
15
30
45
60
0 31 55 79 103 127 150 174 198 222
0
15
30
45
60
0
3
1
5
5
7
9
1
0
3
1
2
7
1
5
0
1
7
4
1
9
8
2
2
2
Tempo (horas)
controle
LP
LB
ambiente
Temperatura (ºC)
sorgo
milho
Figura 1 – Variação da temperatura, durante a exposição ao ambiente, das silagens de plantas de milho
e de sorgo tratadas com inoculantes bacterianos
0
30
60
90
120
150
controle LP LB
0
30
60
90
120
150
controle LP LB
Temperatura acumulada (ºC)
sorgo
milho
a
a
a
a
b
b
Figura 2 – Temperatura acumulada das silagens de plantas de milho e de sorgo tratadas com inoculantes
bacterianos, após nove dias de exposição aeróbia
LP = Lactobacillus plantarum ; LB = Lactobacillus buchneri;
a
Letras distintas acima das barras indicam valores estatisticamente diferentes (P<0,05)
Erro padrão da média – silagens de milho = 16,47
Erro padrão da média – silagens de sorgo = 14,99
Os microrganismos que iniciam o ataque ao lactato e são os maiores
responsáveis pela deterioração aeróbia da silagem são as leveduras (LINDGREN et al.,
1985; PAHLOW et al., 2003). No período compreendido entre o corte da forragem e
poucas horas após o fechamento do silo, as leveduras são capazes de se multiplicarem
até 10.000 ufc/g (PAHLOW et al., 2003). Entretanto, quando a massa entra em contato
com o ar, a população pode ultrapassar 100.000 ufc/g, sendo capaz de minar a
estabilidade aeróbia em poucas horas (BORREANI et al., 2002; MUCK, 2004), como
pode ser observado na Figura 3. Segundo SPOELSTRA et al. (1988), os efeitos
negativos pela presença de leveduras em silagem de milho foram notados desde a
década de 70, no estudo desenvolvido por Daniel et al. (1970), em que a população de
10
5
leveduras/g tornava as silagens altamente propensas à deterioração.
0
5
10
15
20
25
30
35
0246810
Leveduras (log ufc/g)
Temperatura (ºC
)
silagem de milho
silagem de sorgo
Figura 3 – Relação entre a temperatura das silagens e o número de leveduras presentes após cinco dias
de exposição ao ambiente
A concentração de NO
3
manteve-se constante onde houve adição de LB, ao
passo que nos demais tratamentos ocorreram desaparecimento deste composto
durante a exposição das silagens ao ambiente (Tabela 3). Segundo SPOELSTRA
(1983), o NO
3
pode ser benéfico sob o aspecto de controle de clostrideos, pois estas
bactérias são sensíveis à presença desta substância. Como as silagens inoculadas com
LB não apresentam crescimento de leveduras e de fungos (microrganismos
deterioradores), pela presença de ácido acético, a composição química não é alterada.
Este fato se torna relevante, pois, além dos micorganismos aeróbios, as bactérias
indesejáveis, como a do gênero Clostridium, podem retomar seu crescimento durante o
fenômeno de deterioração aeróbia. BORREANI et al. (2002) e DRIEHUIS & Te GIFFEL
(2005) relataram que a problemática de desenvolvimento de clostrideo em silagem de
milho se encontra nas áreas do alimento que estão sujeitas à deterioração aeróbia e
que a população elevada desta bactéria interfere na qualidade de produtos lácteos.
Portanto, a inoculação com LB tem potenciais efeitos positivos, pois mantem a
qualidade nutritiva e microbiológica da silagem. Segundo YILDIRIM & YILDIRIM (2001),
o L. buchneri produz um composto denominado buchnericin LB, que possui efeito
bacteriostático, principalmente sobre espécies de bactérias que estão envolvidas com a
deterioração aeróbia e apresentam riscos à saúde humana e animal, como os
microrganismos Listeria monocytogenes e Bacillus cereus.
Tabela 3 – Características das silagens de plantas de milho tratadas com inoculantes bacterianos durante
a exposição ao ar
Tratamentos (A)
1
Dias de exposição (B)
Efeitos e
Interações (P<)
2
Variáveis
controle LP LB 0 5 7 9 A B AxB
EPM
3
MS (%) 35,1 34,7 33,9 34,1 35,3 34,3 34,5 ns ns ns 0,36
pH 5,8
a
5,6
a
3,8
b
3,6
c
4,9
b
5,8
a
6,0
a
** ** ** 0,09
Nitrato (% MS) 0,03
b
0,04
b
0,11
a
0,11
a
ND 0,04
b
0,4
b
** ** ** 0,01
Levedura (log ufc/g) 6,8
a
6,7
a
3,2
b
3,4
b
6,6
a
ND 6,7
a
** ** * 0,28
Fungos (log ufc/g) 2,2 3,2 <2,0 <2,0
b
3,3
a
ND 3,3
a
* ** * 0,70
RMS (%)
4
79,3
b
79,8
b
100,3
a
- - - - * - - 3,76
1
LP = Lactobacillus plantarum; LB = Lactobacillus buchneri;
2
ns = não significativo;
*
(P<0,05);
**
(P<0,01)
3
EPM =
Erro padrão da média
4
RMS = Recuperação de matéria seca – nove dias de exposição ao ambiente
a
Letras distintas nas linhas indicam valores estatisticamente diferentes (P<0,05)
ND = não determinado
A forte deterioração aeróbia sofrida pela silagem de milho oriunda de material
não inoculado ou inoculado com LP (Tabela 3) apresentam altas perdas de MS (20,7 e
20,2%, respectivamente), enquanto essas perdas foram mínimas na silagem oriunda de
matéria prima inoculada com LB. As silagens de sorgo (Tabela 4) apresentaram
comportamento semelhante, porém com menores perdas quando comparada as
silagens de milho.
Tabela 4 – Características das silagens de plantas de sorgo tratadas com inoculantes bacterianos
durante a exposição ao ar
Tratamentos (A)
1
Dias de exposição (B)
Efeitos e
Interações (P<)
2
Variáveis
controle LP LB 0 5 7 9 A B AxB
EPM
3
MS (%) 41,9
a
39,5
b
39,9
b
39,8
b
40,3
b
40,5
b
41,2
a
* ** ns 0,50
pH 6,3
a
6,3
a
4,0
b
3,9
c
5,3
b
6,4
a
6,5
a
** ** ** 0,14
Levedura (log ufc/g) 7,6
a
7,3
a
3,5
b
4,0
b
7,0
a
ND 7,3
a
** ** ** 0,31
Fungos (log ufc/g) 3,2 3,4 <2,0 <2,0
b
3,2
a
ND 5,0
a
ns * ns 1,15
RMS (%)
4
85,4
b
86,1
b
97,8
a
- - - - - - - 2,42
1
LP = Lactobacillus plantarum; LB = Lactobacillus buchneri;
2
ns = não significativo;
*
(P<0,05);
**
(P<0,01)
3
EPM =
Erro padrão da média
4
RMS = Recuperação de matéria seca – nove dias de exposição ao ambiente
a
Letras distintas nas linhas indicam valores estatisticamente diferentes (P<0,05)
ND = não determinado
As RMS nas fases fermentativa e aeróbia são apresentados na Figura 4. As mais
baixas RMS em silagens de milho e de sorgo ocorrem após a abertura dos silos. A
presença de O
2
desencadeia a proliferação leveduras, fungos e bactérias aeróbias,
levando ao consumo de nutrientes, o que acarreta redução no valor nutritivo das
silagens, além de comprometer o consumo pela multiplicação de microrganismos
indesejáveis e suas respectivas substâncias (micotoxinas), como foi relatado por
OLDENBURG (1991) e LINDGREN et al. (2002).
Incrementos substanciais na RMS podem ser obtidos com a inoculação de LB
(P<0,05). A susceptibilidade à deterioração aeróbia das silagens inoculadas com LP,
nas culturas de milho e de sorgo, foi semelhante ao tratamento controle, não havendo
intensificação como foi observado por WEINBERG et al. (1993).
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
controle LP LB
fermentação aerobiose total
Recuperação de MS (%)
a
a
b
b
b
b
sorgo
milho
Figura 4 – Recuperação de matéria seca das silagens de plantas de milho e de sorgo tratadas com
inoculantes bacterianos, após 90 dias de fermentação e nove dias de exposição aeróbia
LP = Lactobacillus plantarum; LB = Lactobacillus buchneri;
RMS
total
= [(RMS
fermentação
x RMS
aerobiose
)/100]
a
Letras distintas acima das barras indicam valores estatisticamente diferentes (P<0,05)
Erro padrão da média – silagens de milho = 3,27
Erro padrão da média – silagens de sorgo = 2,73
4. Conclusões
A inoculação com Lactobacillus buchneri promove fermentação heterolática e
reduz a deterioração aeróbia nas silagens de milho e de sorgo granífero após a
abertura do silo.
A presença de Lactobacillus plantarum não altera as características da silagem
de milho e de sorgo granífero.
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CAPÍTULO 4 – AVALIAÇÃO DE FILME DE BAIXA PERMEABILIDADE AO
OXIGÊNIO NA VEDAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DA SILAGEM DE MILHO EM
DUAS REGIÕES DO SILO TIPO TRINCHEIRA
RESUMO – Os efeitos deletérios do O
2
ocorrem durante a estocagem, principalmente
nas áreas marginais do silo, podendo ser influenciado pelo filme plástico utilizado na
vedação. Observa-se que este fenômeno é provável de ocorrer em alimentos com alto
conteúdo de nutrientes, como a silagem de milho. O objetivo do presente trabalho foi de
avaliar as perdas na região periférica e central do silo e o efeito do filme plástico com
baixa permeabilidade ao oxigênio (FBP) na vedação de silagem de milho. Para tanto,
um silo tipo trincheira foi dividido ao meio, em que um lado foi coberto com filme
convencional (FC) e o outro com FBP. Foram distribuídos 16 sacos (contendo ± 3 kg de
silagem) em quatro zonas da trincheira (início, fim, centro e periferia), avaliando-se as
características fermentativas, microbiológicas e as perdas de MS. Para evidenciar as
zonas onde estavam ocorrendo os fenômenos de deterioração aeróbia foram
produzidas imagens através de mapas com escalas colorimétricas. Na região periférica
a concentração de ácido lático foi inferior, prevaleceu o desenvolvimento de fungos
filamentosos e de leveduras e onde se concentrou as maiores perdas de MS (7,7
versus 5,6% na região central). Quanto à utilização do filme, o crescimento de fungos
filamentosos e de leveduras e as perdas de MS foram superiores na silagem coberta
com FBP, devido a maior concentração de substrato e ao avanço discreto na massa (12
cm/dia) durante a utilização. Embora o lado do silo coberto com FC apresentou
temperaturas mais elevadas. A silagem localizada na região central apresenta menores
perdas de matéria seca em relação à região periférica. O uso de filme com baixa
permeabilidade ao oxigênio pode reduzir as perdas na estocagem quando o
fechamento do silo é adequado. Entretanto, pode aumentá-las durante o período de
utilização se a remoção da silagem não for gerida adequadamente.
Palavras-chave: deterioração aeróbia, lona, manejo, perdas
1. Introdução
Os silos horizontais (trincheira; superfície) são atrativos em razão do baixo custo
de armazenamento de forragens sob a forma de silagem. Entretanto, suas
conformações determinam grande superfície de exposição e de trocas gasosas com o
ambiente, o que torna as silagens susceptíveis a perdas (BOLSEN et al., 1993; SAVOIE
& JOFRIET, 2003; WEINBERG & ASHBELL, 2003). Muitos fatores contribuem para o
processo de perdas na ensilagem, e a deterioração aeróbia tem sido um dos principais,
com variada amplitude entre as fazendas (ASHBELL & LISKER, 1988). Após examinar
540 experimentos, Zimmer (1967) citado por ASHBELL & LISKER (1988) reportou que
as perdas de MS entre as propriedades rurais variaram de 0,8 a 71%, apresentando
média de 19,4%.
Como o processo de deterioração aeróbia é essencialmente microbiano e o
crescimento dos microrganismos é condicionado por condições físicas e químicas
(PAHLOW et al., 2003), um dos pré-requisitos essenciais é minimizar a presença de O
2
no silo, após seu fechamento. Desse modo, o filme plástico assume um papel
importante durante a etapa de vedação e a sua principal função é manter a anaerobiose
(HONIG, 1991).
As tipologias dos filmes plásticos para a proteção das silagens apresentam cores
e espessuras diversas (0,025 mm a 0,2 mm). Os de espessura mais fina são utilizados
na vedação de silos tipo “big bale” (silos-fardos) e os mais espessos (0,1 a 0,2 mm) na
cobertura de silos horizontais. Segundo KUZIN & SAVOIE (2001), as perdas nas áreas
periféricas do silo são influenciadas pela espessura da lona que deve ser proporcional
ao tempo de estocagem da silagem. Além desta propriedade física, a permeabilidade
ao O
2
pode ser alterada pela coloração da lona e pela temperatura ambiental. As
flutuações da temperatura (evidente entre o dia e a noite) determinam diferenças de
pressão entre o gás no interior do silo e aquele da atmosfera circundante (TABACCO &
BORREANI, 2002), sendo que tais diferenças causam fluxo de gás, do exterior para o
interior e vice-versa, quanto maior for a permeabilidade da lona (SAVOIE, 1988;
TABACCO & BORREANI, 2002).
Tradicionalmente, a produção industrial de filmes plásticos é realizada com
polietileno, pelas suas características mecânicas e de baixo custo. Contudo, o
polietileno apresenta permeabilidade ao O
2
elevada, requerendo, por exemplo, o
aumento do número de estratos na produção de silos big bale (4 a 8 estratos) o que
eleva os custos e aumenta o uso de plásticos na agricultura, gerando problemas
ambientais (DEGANO, 1999; SNELL et al., 2002).
Entre as moléculas plásticas utilizáveis, a poliamida é um polímero interessante
pela sua menor permeabilidade ao O
2
, cerca de 90 vezes inferior à do polietileno.
Segundo a American Society for Testing and Materials Standards (AMST D3985-81), a
permeabilidade do polietileno ao O
2
, à temperatura de 23 ºC e umidade relativa de 85%,
é de 178.000 cm
3
/m
2
/24h/bar/µm de espessura, enquanto a poliamida apresenta 2000
cm
3
/m
2
/24h/bar/µm de espessura, cujos valores, aumentam notavelmente quando a
temperatura é elevada a 50 ºC (534.000 e 10.000, respectivamente). Isto significa que,
durante o verão, os riscos de deterioração aeróbia de silagens se elevam,
principalmente nos países de clima tropical, pelo aumento da permeabilidade dos filmes
plásticos.
Devido ao elevado custo da poliamida e pelas dificuldades técnicas de se
confeccionar um filme somente com este polímero, está sendo produzido
experimentalmente na Itália uma lona com diversos estratos, em que um deles é
constituído de poliamida.
O presente estudo teve como objetivo avaliar as perdas na região periférica e
central do silo e o efeito do filme plástico com baixa permeabilidade ao oxigênio na
vedação de silagem de milho, armazenada em silo tipo trincheira.
2. Material e Métodos
2.1 Condução da cultura, colheita, silo e plásticos utilizados na experimentação
O estudo foi desenvolvido no biênio 2004/2005 em uma fazenda situada no
município de Scarnafigi (44° 40' N e 7° 34' E), localizado na região norte da Itália.
A cultura de milho foi semeada nos dias 5 e 6 de abril de 2004 sobre uma
superfície de 6,5 ha, dividida em três áreas, onde foram plantados três híbridos:
PR31K18 (classe FAO 700), PR31N27 (classe FAO 700) e PR32F10 (classe FAO 600),
todos da empresa Pioneer, à uma densidade de plantas de 6,5 m
2
. No dia 09/09/2004,
quando os grãos apresentavam a linha do leite próxima de 45% (AFUAKWA &
CROOKSTON, 1984), a colheita foi realizada, utilizando-se colhedora automotriz, com o
tamanho de corte regulado em 20 mm e o dispositivo para romper os grãos em 1,5 mm.
A forragem foi tratada com inoculante comercial (Pioneer 1132), constituído pelas
bactérias (Lactobacillus plantarum e Enterococcus faecium), e a concentração aplicada
durante a picagem da forragem foi de 1x10
5
bactérias/g de forragem verde.
A área do painel do silo utilizado no estudo foi de 19,9 m
2
(8,3 m largura e 2,4 m
de altura) e o comprimento de 21,7 m. Na avaliação das perdas fermentativas, durante
a ensilagem, foram colocados 16 sacos de nylon contendo cerca de 3 kg de forragem,
nas seguintes zonas do silo: seis sacos na zona central, seis sacos na zona periférica
(próximos aos plásticos utilizados na cobertura), dois no início e dois no fim, conforme o
esquema reportado na Figura 1.
Para verificar a eficiência do filme com baixa permeabilidade ao oxigênio (FBP),
no momento do fechamento, o silo foi dividido em duas partes, isto é, metade da
trincheira foi coberta com a lona FBP e a outra parte com o filme convencional (FC). Isto
se faz necessário, pois as amostras das silagens durante a remoção devem ser
retiradas contemporaneamente, devido à elevada influência dos parâmetros climáticos
sobre o fenômeno estudado.
FBP
2
,
4 m
21
,
7 m
FC
8
,
3 m
fim
início
Figura 1 – Cobertura do silo com filme de baixa permeabilidade ao oxigênio (FBP) e filme convencional
(FC) e distribuição dos sacos utilizados na determinação das perdas
As propriedades físicas das lonas utilizadas no experimento estão descritas na
Tabela 1. Além dos filmes utilizados na avaliação, foi sobreposta uma outra lona
(utilizada na cobertura em anos anteriores) para auxiliar na vedação. Como peso sobre
as lonas foram utilizados pneus usados (30 kg/m
2
) e nas laterais sacos com areia.
Tabela 1 – Propriedades físicas dos filmes plásticos
Características Filme convencional
Filme de reduzida
permeabilidade ao O
2
Coloração Branco/preto Branco/preto
Espessura (mm) 0,18 0,18
Permeabilidade ao O
2
(cm
3
m
-2
24 h
-1
)
*
1000 90
*
a 23 ºC de temperatura e 1 bar de pressão
2.2 Perdas de MS e perfil de temperatura
No momento em que os vagões efetuavam o descarregamento para abastecer
determinada área do silo (zona central, periférica, inicio e fim) amostras foram retiradas
para posteriores análises químicas e microbiológicas e também para encher os sacos
destinados à avaliação das perdas.
Decorridos 23 dias de fermentação, a trincheira foi aberta e os sacos foram
sendo retirados conforme a remoção da silagem, sendo que todo o conteúdo foi
consumido em 195 dias, o que determinou um avanço médio de 12-13 cm/dia. As
condições climáticas durante a utilização do silo encontram-se na Tabela 2.
Tabela 2 – Temperatura e precipitação média durante a condução do experimento
Temperatura (ºC)
Meses
(2004-2005)
Máxima Mínima Média
Precipitação (mm)
Setembro 24,9 10,9 17,3 34,0
Outubro 18,6 9,5 13,6 69,2
Novembro 12,6 1,9 6,3 69,8
Dezembro 7,8 -1,1 2,4 27,8
Janeiro 6,1 -3,9 0,3 0,8
Fevereiro 8,3 -4,5 1,1 1,0
Março 14,2 -1,8 5,7 0,2
Para evidenciar as zonas onde estavam ocorrendo o fenômeno de deterioração
aeróbia foram coletados os valores de temperatura da silagem, em 35 pontos do painel,
à uma profundidade de 10 cm (Figura 2). Os dados obtidos foram lançados em planilha
do programa Excel e posteriormente foram produzidas imagens através de mapas com
escalas colorimétricas utiliando-se o programa Surfer.
cm 50 100 260 X/2
*
10 + + + +
30 + + + +
60 + + + +
100 + + + +
200 + + + +
*
X = largura do painel do silo
Figura 2 – Metodologia utilizada na leitura das temperaturas do painel
2.3 Amostragens e preparação das amostras
As amostras (forragem e silagens) foram retiradas de modo que fossem
representativas e foram divididas em três porções. A primeira subamostra foi utilizada
na determinação da concentração de matéria seca em estufa a 55 ºC por 72 h. Após
retiradas da estufa as amostras foram pesadas e deixadas à temperatura e umidade
ambiente até peso constante. Uma outra subamostra foi conservada em freezer (-20 ºC)
para avaliar a concentração de ácidos orgânicos, cinzas, energia bruta e valores de pH.
A terceira sub-amostra foi utilizada na determinação da população de leveduras e de
fungos filamentosos.
2.4 Análises químicas
Na avaliação das características fermentativas, as amostras foram pesadas,
homogeneizadas mediante o aparelho Lab-Blender Stomacher 400 (Steward
Laboratory, London) durante 4 minutos e posteriormente foram filtradas. As amostras
diluídas em H
2
SO
4
0,1N foram utilizadas na determinação das concentrações de ácidos
lático, acético e propiônico e dos álcoois (etanol e 1,2 propanol) mediante HPLC
(CANALE et al., 1984). Os extratos diluídos em água destilada foram utilizados na
determinação do pH, mediante eletrodo específico.
A energia bruta (EB) foi determinada utilizando amostra fresca da silagem,
mediante bomba calorimétrica com adição de polietileno como primer. A quantidade de
amostra a ser pesada e a de polietileno a ser adicionado foram determinados segundo
as equações de MEINERI & PEIRETTI (2005).
Na determinação das cinzas, cerca de um grama de amostra seca foi pesado em
um cadinho, anteriormente incinerado e tarado. As amostras foram introduzidas na
mufla e incineradas a 550 ºC por 12 h e após a combustão foram colocadas em
dessecador e pesadas.
2.5 Análises microbiológicas
Para determinar a população de leveduras e fungos, as amostras frescas foram
pesadas em sacos plásticos (30 g de forragem fresca diluída em 270 g de água
destilada) e homogeneizadas durante 4 minutos mediante aparelho Lab-Blender
Stomacher 400 (Steward Laboratory, London). A partir dos extratos diluídos e filtrados
foram realizadas as demais diluições (10
-2
a 10
-6
), e o número de microrganismos
presentes foram contados como unidade formadora de colônia (ufc) em placas de Petri
contendo o meio de cultura YGC agar (Fluka) e expressas como logaritmo na base 10.
2.6 Análise dos dados
Os dados de cada tratamento foram originados de um mesmo silo, portanto, não
houve repetição experimental. Dessa forma, as variáveis estudadas foram submetidas
apenas a análise descritiva.
3. Resultados e Discussão
Os resultados da composição química, da população de fungos e leveduras e
das perdas de MS da silagem de milho nas regiões central e periférica estão
apresentados na Tabela 3.
Os valores de pH nas duas regiões foram iguais, apresentando valor de 3,6,
porém, a concentração de ácido lático foi superior na região central (6,5% MS) em
relação a região periférica (5,0%). As concentrações dos demais ácidos (acético e
propiônico) e de etanol foram semelhantes nas duas zonas.
Houve maior desenvolvimento de fungos filamentosos e de leveduras na região
periférica. Entretanto, a população de leveduras pode ser considerada baixa (2,8 ufc/g
silagem), pois, segundo LINDGREN et al. (1985) e MUCK (2004), quando o número de
leveduras ultrapassa 5,0 ufc/g, a silagem pode se tornar menos estável em condições
de aerobiose.
A região periférica apresentou maiores perdas de MS, possivelmente pela menor
fermentação lática e pelo número superior de microrganismos deterioradores, quando
comparada à zona central. No silo, as zonas mais porosas estão localizadas nas
camadas superficiais e laterais (D’AMOURS & SAVOIE, 2004), o que facilita a entrada
de O
2
, propiciando o desenvolvimento de microrganismos aeróbios. A densidade na
região periférica (50 cm da parede e 50 cm do topo) no presente estudo foi de 509
kg/m
3
enquanto a região central apresentou densidade média de 628 kg/m
3
, o que
explica tais resultados.
RODRIGUES et al. (2002) estudaram duas profundidades (30 e 60 cm) em silos
trincheira contendo silagem de capim-Elefante e encontraram que a camada mais
exposta (30 cm) apresentou maior valor de pH (6,1 vs 4,6) e menor valor de
digestibilidade in vitro (29,3 vs 40,1), quando comparada à região central do silo.
ASHBELL & KASHANCHI (1987) estudaram as perdas de MS em silagens de
trigo estocadas em silos do tipo bunker e encontraram que na zona central as perdas
estiveram entre 2,8 a 16,0% e na zona central próxima à parede as perdas foram de
10,6 a 22,7%. Na região periférica próximo à lona e na região periférica próximo à lona
e à parede as perdas estiveram entre, 13,9 a 26,7% e 25,4 a 75,8%, respectivamente.
No presente estudo as perdas de MS são inferiores às do estudo desenvolvido por
ASHBELL & KASHANCHI (1987), possivelmente pelo efeito das condições ambientais,
pois durante a armazenagem e uso da silagem a temperatura ambiental (Tabela 2) não
ultrapassou os 25 ºC, com períodos de temperatura negativa, o que não colabora para
o crescimento dos microrganismos que deterioram a silagem.
As concentrações de cinzas foram iguais nas duas regiões do silo, com valor
médio de 5,0% MS. BOLSEN (1997) relatou que a concentração de cinzas pode se
elevar quando ocorre perdas de MS, pois há consumo de matéria orgânica pelos
microrganismos. Porém, segundo este mesmo autor (comunicação pessoal) este fato
só pode ser observado quando a deterioração aeróbia é intensa.
Os valores de EB não diferiram entre as regiões do silo, apresentando
concentração de 17,5 KJ/g MS, valor típico de silagem de milho. VALENTE et al. (1996)
estudando silagens de Trifolium pratense, encontraram correlação positiva (r
2
= 0,95)
entre as perdas de MS e a concentração de EB na silagem, o que atribuíram à
produção de compostos químicos por parte dos microrganismos atuantes.
Tabela – 3 Características das silagens de milho em duas regiões de um silo trincheira
Variáveis Região Central Região Periférica
MS (%) 34,5 37,9
pH 3,6 3,6
Ácido lático (% MS) 6,5 5,0
Ácido acético (% MS) 1,0 1,2
Ácido propiônico (% MS) 0,3 0,1
Etanol (% MS) 0,7 0,6
Leveduras (log ufc/g) <2,0 2,8
Fungos (log ufc/g) <2,0 2,4
Cinzas (% MS) 5,0 4,9
Energia bruta (KJ/g MS) 17,4 17,5
Perdas (% MS) 5,6 7,7
As características das silagens de milho, na região periférica do silo, cobertas
com dois tipos de filmes plásticos estão apresentadas na Tabela 4.
Os resultados de cinzas, EB e das variáveis fermentativas foram semelhantes
nas silagens vedadas com os dois tipos de lona, apresentando valores coerentes de
silagem de milho, com baixo valor de pH (3,6), concentração de ácido lático próxima de
5,0% MS e concentrações reduzidas de ácido acético e propiônico.
Tabela 4 – Características das silagens de milho, na região periférica do silo, cobertas com dois tipos de
filmes plásticos
FC FBP
Variáveis FC
1
FBP
2
Início Fim Início Fim
MS (%) 38,6 37,2 40,6 34,2 42,0 35,4
pH 3,6 3,6 3,9 4,2 3,8 3,7
Ácido lático (% MS) 5,1 4,9 3,6 2,8 3,4 0,4
Ácido acético (% MS) 1,3 1,4 1,3 1,8 1,1 1,9
Ácido propiônico (% MS) 0,2 0,2 NE
3
0,3 NE NE
Etanol (% MS) 0,6 0,6 0,8 0,0 0,9 2,8
1,2 Propanol (% MS) NE NE NE NE NE NE
Leveduras (log ufc/g) 3,0 5,4 ND
4
ND ND ND
Fungos (log ufc/g) <2,0 3,3 ND ND ND ND
Cinzas (% MS) 4,9 4,8 4,7 5,2 4,7 5,0
Energia bruta (KJ/g MS) 17,8 17,3 17,7 18,6 18,3 16,4
Perdas (% MS) 6,6 8,8
5
1,7 4,5 1,2 2,9
1
FC = Filme convencional
2
FBP = Filme de baixa permeabilidade ao oxigênio
3
NE = não encontrado
4
ND = não determinado
5
Média de dois sacos
O crescimento de fungos filamentosos e de leveduras e as perdas de MS foram
superiores na silagem coberta com FBP. Este filme (presença de poliamida) diminui a
permeabilidade ao O
2
, funcionando como uma barreira, o que possivelmente promove
uma fermentação de melhor qualidade, quando comparado ao FC. Como a
deterioração aeróbia após a abertura do silo é dependente do processo fermentativo e
do manejo de retirada, os microrganismos deterioradores provavelmente se
desenvolveram no local com maior concentração de substrato (FBP), em que o avanço
discreto da massa de 12 cm/dia colaborou para que o fenômeno ocorresse.
ASHBELL & LISKER (1988) avaliaram a silagem de milho, estocada em silo tipo
bunker, em condições de clima subtropical e encontrarm perdas de MS acima de 36%
na área periférica do silo coberta com lona de coloração escura (composta por
polietileno) e espessura de 0,1 mm.
Em relação às extremidades do silo (início e fim), as perdas de MS foram
superiores na silagem coberta com FC e os valores de perdas são inferiores aos sacos
localizados nas regiões central e periférica (Tabela 4). Este fato pode ter ocorrido
porque a silagem presente nas extremidades não sofre influência do O
2
que penetra na
massa após a quebra da vedação.
Depreende-se que redução do movimento de gás entre a massa ensilada e o
exterior do silo pelo uso de filme com reduzida permeabilidade ao O
2
é uma estratégia
interessante para diminuir a deterioração aeróbia durante o período de estocagem,
desde que a fazenda efetue o fechamento do silo e a remoção da silagem durante a
utilização da mesma com o máximo de atenção. Segundo SNELL et al. (2000), na
Alemanha, o filme utilizado na vedação de silos deve apresentar permeabilidade ao O
2
inferior a 250 cm
3
/m
2
/24h para que a empresa produtora receba certificado de
aprovação. Embora, HONIG (1991) e McGECHAN & WILLIAMS (1994) enfatizaram que
a permeabilidade do filme é menos problemático que a junção entre a parede do silo e
a lona na etapa de vedação, bem como os possíveis furos que poderão ocorrer na lona
durante a armazenagem da silagem.
Na Figura 2 está representada a termografia do silo vedado com dois tipos de
filme. Após 25 dias de utilização da silagem, na parte direita do silo onde está
localizado o FC, a temperatura em alguns pontos esteve entre 42-46 ºC, superior ao
FBP, e segundo McDONALD et al. (1991) a elevação da temperatura na silagem é um
bom indicador de eventuais fenômenos de deterioração aeróbia e da atividade de
oxidação por parte das leveduras e fungos filamentosos.
O lado do silo coberto com FBP apresentou temperatutas mais amenas, porém
com uma grande área onde as temperaturas se encontravam entre 30-34 ºC (coloração
amarela). A temperatura mais elevada na zona central do silo, não é atribuída a
atividade microbiológica, mas a baixa condutividade térmica da massa, que mantém por
muito tempo o calor desenvolvido durante as primeiras fases da fermentação,
principalmente neste caso, pois havia um outro silo adjacente a face esquerda. Nas
zonas periféricas o calor referente ao período fermentativo se dissipa rapidamente pela
atmosfera (na parte superior) e pelo solo nas zonas basais.
Com 44 dias após a abertura do silo, a diferença de temperatura nas silagens
coberta com os dois tipos de filme não era mais evidente. Durante o intervalo de 19 dias
(entre a primeira e segunda leitura) houve maior consumo de silagem, em que o avanço
diário passou de 11 para 16 cm/dia. Além deste fato, houve redução da temperatura
ambiental com a intensificação do período de inverno.
a
FC
FBP
ºC
42-46
38-42
34-38
30-34
14-30
b
Figura 3 – Termografia do painel de um silo trincheira, em duas datas, durante a remoção de silagem de
milho
FC = Filme convencional
FBP = Filme de baixa permeabilidade ao oxigênio
a
25 dias após a abertura
b
44 dias após a abertura
4. Conclusões
A silagem localizada na região central de silo tipo trincheira apresenta
fermentação lática mais acentuada, desenvolvimento inferior de leveduras e fungos e
menores perdas de matéria seca em relação à região periférica.
O uso de filme com baixa permeabilidade ao oxigênio pode reduzir as perdas na
estocagem quando o fechamento do silo é adequado. Entretanto, pode aumentá-las
durante o período de utilização se a remoção da silagem não for gerida
adequadamente.
5. Referências
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maturity in maize. Crop Science, v. 24, p. 687-691, 1984.
ASHBELL, G.; KASHANCHI, Y. In-silo losses from wheat ensiled in bunker silos in a
subtropical climate. Journal of the Science of Food and Agriculture, v. 40, p. 95-103,
1987.
ASHBELL, G.; LISKER, N. Aerobic deterioration in maize silage stored in a bunker silo
under farm conditions in a subtropical climate. Journal of the Science of Food and
Agriculture, v. 45, p. 307-315, 1988.
BOLSEN, K.K.; DICKERSON, J.T.; BRENT, B.E. et al. Rate and extent of top spoilage
in horizontal silos. Journal of Dairy Science, v. 76, p. 2940-2962, 1993.
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FEEDBUNK, Ithaca, 1997. Proceedings… Ithaca:NRAES, 1997. p. 137-150.
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1
-
C
5
) and acid lactic in aqueous acid extracts of silage by high performance liquid
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1182, 1984.
D’AMOURS, L.; SAVOIE, P. Density profile of corn silage in bunker silos. In: Annual
International Meeting Sponsored. Ontario: ASAE/CSAE. 2004, 14p.
DEGANO, L. Improvement of silage quality by innovative covering system. In: THE
INTERNATIONAL SILAGE CONFERENCE, 12
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, 1999, Uppsala. Proceedings...
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HONIG, H. Reducing losses during storage and unloading of silage. In: PAHLOW, G;
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WEINBERG, Z.G.; ASHBELL, G. Engineering aspects of ensiling. Biochemical
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CAPÍTULO 5 – IMPLICAÇÕES
As plantas de capim-Marandu, quando ensiladas com alta concentração de
umidade (média de 20% de MS), apresentam perdas elevadas na fase fermentativa,
pela produção de efluente e processo fermentativo indesejável, e são estáveis em
condições de aerobiose, uma vez que as fermentações secundárias sofridas por esta
forrageira e a ausência de substrato impedem a grande proliferação de microrganismos
responsáveis pela deterioração aeróbia, não se fazendo necessário o incremento com
outros ácidos (acético e benzóico), com vistas a elevar estabilidade aeróbia destas
silagens.
A inoculação com bactérias homo e heterofermentativas, isolada ou associada,
não altera o consumo e a digestibilidade aparente nas rações contendo alta proporção
de silagem de capim-Marandu. Entretanto, eleva as perdas por deterioração aeróbia
quando estas silagens são produzidas com concentração de MS acima de 30%.
O uso de inoculante contendo bactérias homofermentativas (por exemplo:
Lactobacillus plantarum) não altera as características químicas e fermentativas das
silagens de capim-Marandu (alta umidade), de milho e de sorgo granífero.
A deterioração aeróbia é a principal fonte de perdas de silagens de alto valor
nutritivo, como a de milho e de sorgo granífero.
A inoculação com Lactobacillus buchneri 40788 eleva a estabilidade aeróbia em
silagens de milho e de sorgo granífero, trazendo efeitos positivos por manter as
características nutritivas e higiênicos sanitário do alimento.
A silagem de milho localizada na região central de silo tipo trincheira apresenta
fermentação lática mais acentuada, desenvolvimento inferior de leveduras e de fungos
e menores perdas de matéria seca em relação à região periférica.
A redução do movimento de gás entre a massa ensilada e o exterior do silo pelo
uso de filme com reduzida permeabilidade ao O
2
é uma estratégia interessante para
diminuir a deterioração aeróbia durante o período de estocagem, desde que a fazenda
efetue o fechamento do silo e a remoção da silagem durante a utilização da mesma
com o máximo de atenção. Embora, a permeabilidade do filme é menos problemático
que a junção entre a parede do silo e a lona na etapa de vedação, bem como os
possíveis furos que poderão ocorrer na lona durante a armazenagem da silagem.
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