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RESPOSTA DE VACAS LEITEIRAS À
SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE FARELO DE
SOJA POR UREIA ENCAPSULADA
JUNIO FABIANO DOS SANTOS
2009
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JUNIO FABIANO DOS SANTOS
RESPOTA DE VACAS LEITEIRAS À SUBSTITUIÇÃO
PARCIAL DE FARELO DE SOJA POR UREIA ENCAPSULADA
Orientador
Prof. Marcos Neves Pereira
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2009
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do
programa de Pós-Graduação em Zootecnia, área
de concentração em Produção Animal, para a
obten
ç
ão do titulo de “Mestre”.
Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da UFLA
Santos, Junio Fabiano dos.
Resposta de vacas leiteiras à substituição parcial de farelo de soja
por ureia encapsulada / Junio Fabiano dos Santos. – Lavras : UFLA,
2009.
66 p. : il.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Lavras, 2009.
Orientador: Marcos Neves Pereira.
Bibliografia.
1. Balanço de nitrogênio. 2. Optigen ® II. 3. N-ureico no plasma.
4. N-ureico no leite. I. Universidade Federal de Lavras. II. Título.
CDD – 636.20885
636.2142
JUNIO FABIANO DOS SANTOS
RESPOSTA DE VACAS LEITEIRAS À SUBSTITUIÇÃO
PARCIAL DE FARELO DE SOJA POR UREIA ENCAPSULADA
APROVADA em 31 de julho de 2009
Prof. Euler Rabelo UFLA
Prof. Flávio Marcos Junqueira Costa UFLA
Prof. Renata Apocalypse Nogueira Pereira UFLA
Prof. Marcos Neves Pereira
UFLA
(Orientador)
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do
programa de Pós-Graduação em Zootecnia, área
de concentração em Produção Animal, para a
obtenção do titulo de “Mestre”.
A minha família, pelo apoio integral
Aos meus avôs, José Pedro dos Santos e Rubens Monteiro, pelos ensinamentos
A minha avó, Nadir pelo exemplo de vida
Dedico
Agradecimentos
Ao Senhor Deus todo poderoso fonte de sabedoria, coragem e
discernimento.
Ao Professor, Marcos Neves Pereira, pelos ensinamentos, pela dedicação
e contribuição, exemplo de profissionalismo e amizade.
Aos meus pais, por acreditarem na minha capacidade.
Às minhas irmãs, pelo apoio incondicional.
A Universidade Federal de Lavras, pela oportunidade.
Ao Grupo do Leite, pelo aprendizado e colaboração na condução do
experimento. Especialmente ao Sancho, Luciene, Gilson, Naína, Ozana, Flávio,
José Ricardo, Fernanda, Alexandre e Vitor.
Aos amigos da república Gospe Grosso e Márcia, pelo companheirismo.
Aos proprietários da Fazenda São Francisco: Renata e Flávio Neves.
Aos funcionários da Fazenda São Francisco: César, Daniel e Alexandre.
À Alltech Inc., pelo financiamento do projeto. Em especial ao Winston,
Marcelo Manella e Fabiano Tavares.
A minha noiva, Tahiana, pela ajuda e compreensão.
À gerência da Cooperativa Agropecuária Castrolanda, pela cooperação.
A todos que contribuíram diretamente e indiretamente para realização
deste sonho.
MUITO OBRIGADO !
SUMÁRIO
Página
LISTA DE TABELAS............................................................................................................i
LISTA DE FIGURAS............................................................................................................ii
RESUMO..............................................................................................................................iii
ABSTRACT..........................................................................................................................iv
1 INTRODUÇÃO................................................................................................................01
2 REVISÃO DE LITERATURA.........................................................................................03
2.1 Uréia como ingrediente alimentar para vacas leiteiras....................... ...........................03
2.2 Conversão de ureia em amônia no rúmen .................. ...................................................04
2.3 Concentração de amônia no rúmen, digestibilidade e síntese microbiana.....................05
2.4 Suplementação nitrogenada e carboidratos da dieta.................... ..................................08
2.5 Absorção de N no rúmen e metabolismo hepático da amônia .................. ....................09
2.6 Resposta em consumo e produção de leite ao uso de ureia.................... .......................13
2.7 Mecanismo da depressão de consumo induzido por NNP .................... ........................16
2.8 Utilização do Optigen
®
1200......................................................................................... 22
2.9 Utilização do Optigen
®
II...............................................................................................24
2.10 Balanço de N em vacas leiteiras.................................... ..............................................26
2.11 Consumo de N e volume urinário.................................................................................31
3 MATERIAL E MÉTODOS ..............................................................................................33
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................39
5 CONCLUSÕES.................................................................................................................55
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................... ......................................................56
i
LISTA DE TABELAS
Página
TABELA 1 Composição das dietas oferecidas em ingredientes e das dietas consumidas em
nutrientes nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou Ureia. ........................... 34
TABELA 2 Desempenho de vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou
Ureia.... .......................................................................................................... 41
TABELA 3 Eficiências alimentares de vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II, Controle
ou Ureia)........................................................................................................ 42
TABELA 4 Proporção do consumo diário de matéria seca em períodos do dia e ingestão
matinal de vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou Ureia.... 44
TABELA 5 Concentração de Nureico no plasma nos tempos após o oferecimento matinal
de alimentos, tempo diário de NUP acima de 21 mg dL
-1
(≥21) e frequência
de valores de NUP acima de 22 mg dL
-1
(Frequência)( de acordo com as
novas regras , o trema não será mais usado) de vacas leiteiras nos tratamentos
Optigen
®
II, Controle ou Ureia....................................................................... 45
TABELA 6 Balanço de nitrogênio nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou Ureia........... 49
TABELA 7 Volume urinário, alantoína (Alan) e creatinina (Creat) de vacas nos tratamentos
Optigen
®
II, Controle ou Ureia....................................................................... 50
TABELA 8 Digestibilidade aparente de nutrientes no trato digestivo total leiteiras nos
tratamentos Optigen
®
II, Controle ou Ureia. .................................................. 53
ii
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA 1 Nitrogênio ureico no plasma de vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II,
Controle ou Ureia. ..........................................................................................46
FIGURA 2 Correlação entre teor de N ureico no leite (NUL) e o teor de N ureico no
plasma (NUP) entre vacas nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou
Uréia...............................................................................................................47
FIGURA 3 Correlação entre a excreção diária de alantoína e a relação entre alantoína e
creatinina (A/C) na urina nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou
Ureia)..............................................................................................................54
iii
RESUMO
SANTOS, Junio Fabiano dos. Resposta de vacas leiteiras à substituição
parcial de farelo de soja por ureia encapsulada. 2009. 66p. Dissertação
(Mestrado em Zootecnia)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG.
1
A substituição de proteína verdadeira por fontes de nitrogênio não-
protéico (NNP) pode afetar a utilização de nutrientes e o desempenho de vacas
leiteiras. Avaliou-se a substituição parcial de farelo de soja na dieta controle por
uréia encapsulada (Optigen
®
II) ou por uréia. Dezoito vacas foram alocadas a
uma seqüência dos três tratamentos em seis Quadrados Latinos 3x3, com
períodos de 21 dias. O teor de proteína bruta nas dietas foi 15,5%, sendo 1,54%
oriundo de Optigen
®
II e 1,59% oriundo de uréia. Nas dietas com NNP o teor de
polpa cítrica desidratada foi maior que no Controle enquanto o teor de outros
ingredientes foi similar, exceto o farelo de soja. A inclusão de NNP reduziu o
consumo diário de matéria seca de 23,2 para 22,4 kg (P=0,04), sem afetar a
produção de leite (31,5 kg, P=0,98). A conversão do alimento ingerido em leite
tendeu a ser menor no Controle (P<0,09), enquanto a produção de leite por
unidade de proteína ingerida foi aumentada pelo Optigen
®
II (P=0,08). As fontes
de NNP aumentaram o teor de nitrogênio uréico no plasma duas horas após a
alimentação da manhã (P=0,06). Entretanto, a frequência de nitrogênio uréico no
plasma acima de 22,0 mg/dl foi maior com uréia (P<0,01, qui-quadrado),
similarmente ao observado para o teor e secreção diária de nitrogênio uréico no
leite (P<0,01). Não foi detectado efeito de tratamento sobre a proporção do
nitrogênio ingerido retido ou excretado nas fezes, urina ou leite (P>0,64), sobre
a excreção diária de alantoína urinaria (P=0,99) ou sobre a digestibilidade
aparente de nutrientes no trato digestivo total (P>0,76). A substituição de farelo
de soja por fontes de NNP e polpa cítrica tendeu a melhorou a eficiência de
conversão alimentar, sem afetar o balanço de nitrogênio.
Palavras chave: Balanço de nitrogênio, digestibilidade, Optigen
Comitê Orientador: Marcos Neves Pereira – PhD – UFLA (Orientador)
Nadja Gomes Alves– UFLA e Márcio Machado Ladeira –
UFLA.
iv
ABSTRACT
SANTOS, Junio Fabiano dos. Response of lactating cows to the partial
replacement of soybean meal by encapsulate urea. 2009. 66p. Dissertation
(Master Program in Animal Science)-Universidade Federal de Lavras, Lavras,
MG.
1
The substitution of true protein by non-protein nitrogen (NPN) sources
may affect nutrient utilization and dairy cow performance. The partial
substitution of soybean meal in a control diet by encapsulated urea (Optigen
®
II)
or urea was evaluated. Eighteen cows were allocated to a sequence of the three
treatments in six 3x3 Latin Squares, with 21-day periods. Diets crude protein
content was 15,5%, being 1,54% from Optigen
®
II and 1,59% from urea. Diets
containing NPN had greater dehydrated citrus pulp content than the Control and
similar content of other ingredients, except soybean meal. The inclusion of NPN
decreased the daily dry matter intake from 23.2 to 22.4 kg (P=0.04), without
affecting milk yield (31.5 kg, P=0.98). The conversion of the consumed feed
into milk tended to be smaller for the Control (P<0.09), while milk yield per unit
of consumed protein was increased by Optigen
®
II (P=0.08). The NPN sources
increased plasma urea nitrogen content two hours after the morning feeding
(P=0.06). However, the frequency of plasma urea nitrogen above 22.0 mg/dL
was greater with urea (P<0.01, qui-square), similarly to the observed for the
daily secretion of milk urea nitrogen (P<0.01). There was no detectable
treatment effect on the proportion of the consumed nitrogen retained or excreted
with feces, urine or milk (P>0.64), on the daily excretion of urinary allantoin
(P=0.99), or on the total tract apparent digestibility of nutrients (P>0.76). The
substitution of soybean meal by NPN sources and citrus pulp tended to improve
feed conversion efficiency, without affecting nitrogen balance.
Key words: Nitrogen balance, digestibility, Optigen
Guidance Committee: Marcos Neves Pereira – UFLA (Advisor), Nadja Gomes
Alves – UFLA e Márcio Machado Ladeira – UFLA
1
1 INTRODUÇÃO
A substituição de alimentos contendo proteína verdadeira por alimentos
contendo maior teor de nitrogênio na forma de nitrogênio não-proteico (NNP),
como a ureia, pode melhorar a eficiência financeira da alimentação, reduzir a
necessidade de compra e estocagem de concentrados proteicos, e possibilita a
formulação de dietas com maior inclusão ou de alimentos energéticos, ou de
subprodutos fibrosos ou de forragens. Esta estratégia explora a capacidade de
ruminantes de sintetizar proteína microbiana de alto valor biológico a partir de
NNP.
Entretanto, a rápida hidrólise da ureia por ureases microbianas pode
resultar em disponibilidade ruminal de N amoniacal em taxa superior à
capacidade de síntese de proteína microbiana, resultando em perda excessiva de
N do rúmen para o sangue (Lapierre & Lobley, 2001). Acima de 70% do N
ingerido por vacas leiteiras pode ser perdido nas fezes e urina (Tamminga,
1992). Este fato é preocupante quando são considerados seus possíveis impactos
negativos sobre o ambiente (Smith & Frost, 2000). Aumento excessivo no teor
de N na forma de ureia e amônia no sangue e em tecidos também podem ter
impacto negativo sobre a fisiologia animal (Butler, 1998).
No Optigen
II a ureia é fisicamente encapsulada por ceras vegetais,
visando reduzir a velocidade de liberação do N no rúmen. Foram observadas
tendências de aumento na síntese microbiana in vitro quando Optigen
II
substituiu ureia (Harrison et al., 2006) e na produção de leite de rebanhos
quando este alimento substituiu parcialmente o farelo de soja (Inostroza et al.,
2009a). Entretanto, experimentos controlados com vacas em lactação avaliando
o balanço de N e o teor de N no sangue quando Optigen
II substituiu farelo de
soja são inexistentes. O objetivo desde trabalho foi avaliar a resposta de vacas
leiteiras em desempenho, balanço de nitrogênio e nitrogênio ureico no plasma
(NUP) à substituição parcial e isoproteica de farelo de soja por Optigen
®
II e
2
polpa cítrica. A substituição de farelo de soja pela mesma quantidade de N
oriundo de ureia e polpa cítrica também foi avaliada.
3
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Ureia como ingrediente alimentar para vacas leiteiras
A possibilidade da utilização da ureia para ruminantes foi demonstrada
por Loosli et al. (1949). Estes autores alimentaram ovelhas com dietas
purificadas contendo ureia como fonte única N e observaram que a massa
microbiana produzida possuía todos os aminoácidos essenciais exigidos por não
ruminantes. Posteriormente, Bergen et al. (1967) demonstraram que o perfil de
aminoácidos essenciais da massa microbiana independia da composição em
aminoácidos da dieta ou se o N era suprido por proteína verdadeira ou NNP.
Virtanen (1966) demonstrou a possibilidade de produzir leite com dietas isentas
de proteína verdadeira. Este autor alimentou seis vacas leiteiras por quatro anos
consecutivos com dieta purificada contendo ureia ou sais de amônia como única
fonte de N, a produção de leite na lactação variou de 1932 a 4325 kg.
A substituição de proteína vegetal por NNP tem sido proposta como
maneira de reduzir a competição entre humanos e animais por alimentos
proteicos (Owens & Bergen, 1983). A utilização de NNP na forma de ureia
adicionada a concentrados e como amônia em forrageiras ricas em fibra foram
formas primordiais de utilização de NNP para ruminantes. Diretrizes para
utilização de ureia não são recentes (Reid, 1953). Normas para utilização têm
sido adotadas pela indústria de alimentos para vacas leiteiras, como a definição
de limites máximos ao redor de 27% do N total da dieta, 3,0% do concentrado
oferecido separadamente da forragem, ou 1% da matéria seca dietética total.
Estas recomendações foram geradas com base em experimentos
realizados com vacas com produção diária de leite inferior a 20 kg e alimentadas
com concentrados fornecidos separadamente da forragem. Este fato sugere que
novas avaliações são pertinentes, já que o maior potencial produtivo dos
rebanhos modernos e a adoção da mistura de todos os ingredientes dietéticos
como prática alimentar em rebanhos, são fatores que induzem à necessidade de
4
novas recomendações. O desenvolvimento de processamentos industriais
capazes de reduzir a velocidade de degradação da ureia no rúmen (Harisson et
al., 2006) também suporta a re-avaliação de NNP na alimentação de vacas
leiteiras.
2.2 Conversão de ureia em amônia no rúmen
A amônia, gerada dentro da célula microbiana por desaminação de
aminoácidos ou resultado da hidrólise da ureia de origem alimentar, sanguínea,
ou salivar, é um intermediário na síntese de proteína microbiana no rúmen
(Huber & Kung Junior, 1981). A conversão da proteína dietética em amônia é
realizada por vários microrganismos proteolíticos (Wallace, 1996). Apesar de
algumas espécies de bactérias terem a capacidade de incorporar aminoácidos e
peptídeos diretamente na proteína microbiana, cerca de 40 a 70% do N
bacteriano passam pelo pool de amônia ruminal (Hristov & Broderick, 1994).
Mensurações com isótopos marcados estimaram que a contribuição da amônia
para o N bacteriano variou de 23 a 95%, dependendo do tipo de dieta e espécie
bacteriana (Firkins et al., 2007).
Os protozoários não utilizam amônia para síntese proteica. Protozoários
podem fagocitar partículas de proteína insolúvel, bactérias e fungos, e são
importantes na regulação da reciclagem de proteína bacteriana e N no rúmen
(Pfeffer & Hristov, 2005). A defaunação reduz a concentração de amônia no
rúmen (Firkins et al., 2007). A principal ação dos protozoários no rúmen não é a
hidrólise de proteína dietética, e sim a metabolização de proteína bacteriana.
A conversão de uréia em amônia é rápida no rúmen. O mecanismo
enzimático é uma hidrólise simples por urease. A urease é associada à fração
microbiana do fluído ruminal e é principalmente de origem bacteriana (Jones et
al., 1964; Mahadevan et al., 1976). Bactérias anaeróbicas facultativas da parede
ruminal parecem ser as mais importantes produtoras de urease in vivo (Cheng et
5
al., 1979). A descamação de células epiteliais para o conteúdo ruminal, e de
bactérias da parede, parece ser suficiente para conferir atividade urealítica ao
fluído (Wallace et al., 1979). Entretanto, populações de bactérias estritamente
anaeróbicas, presentes em maior número no rúmen que a população de
anaeróbicas facultativas da parede, mas com menor atividade de urease, também
podem ter importância na conversão ruminal de ureia em amônia (Hobson &
Wallace, 1982). Tem sido especulado que os microorganismos da parede seriam
mais importantes na hidrólise da ureia fluindo do sangue para o rúmen, enquanto
os microorganismos estritamente anaeróbicos atuariam prioritariamente sobre a
uréia de origem alimentar e salivar.
A atividade de urease presente no conteúdo ruminal tem sido purificada
e parece estar associada a um único polipeptídeo (Mahadevan et al., 1976). A
atividade de urease no fluído ruminal é extremamente variável. Amônia pode
deprimir a atividade da enzima (John et al., 1974; Cook, 1976; Wozny et al.,
1977; Cheng & Wallace, 1979) e a presença de ureia parece ser indutora da
atividade (Czerkawski & Breckenridge, 1982). Uma melhor compreensão da
atividade desta enzima tem interesse prático, já que a maior desvantagem da
uréia como fonte de NNP é sua quebra rápida, resultando em fluxo acentuado de
amônia para o fluído ruminal e retenção ineficiente de N.
2.3 Concentração de amônia no rúmen, digestibilidade e síntese microbiana
A concentração de amônia no rúmen depende do catabolismo de
proteínas, peptídeos, aminoácidos e NNP de origem alimentar ou endógena, e do
anabolismo microbiano que sintetiza aminoácidos e proteína a partir da amônia.
A concentração ótima de amônia no rúmen é definida como a menor
concentração necessária para não deprimir a síntese de proteína microbiana e a
degradabilidade ruminal da matéria orgânica, principalmente de carboidratos.
6
Sattler & Slyter (1974) demonstraram in vitro que caso a concentração
ruminal de amônia esteja acima de 5 mg dl
-1
não deve ocorrer ganho adicional à
suplementação com NNP, pois ocorreria acúmulo intrarruminal de amônia sem
aumentar o crescimento microbiano. Entretanto, estes dados são frequentemente
questionados, já que os fermentadores contínuos utilizados na pesquisa não
permitem a reciclagem da amônia, a absorção dos ácidos graxos voláteis, e a
manutenção constante da fermentação pela infusão do tampão e da ureia,
diferentemente das condições ruminais in vivo. Além disto, o total de proteína no
efluente mensurado pela técnica de precipitação proteica em ácido tungstênio
não permite a distinção entre proteína microbiana e proteína alimentar.
Roffler & Satter (1975) sugeriram que a suplementação com NNP
apenas em dietas com teor proteico abaixo de 13% e alta disponibilidade de
energia fermentável no rúmen poderia ser efetiva. Estes autores geraram um
modelo capaz de predizer o teor de amônia no rúmen com base em teores
dietéticos de PB e NDT em experimentos publicados (R
2
=0,92). Teor de amônia
no rúmen maior que 5 mg dl
-1
foi considerado excedente à capacidade de
incorporação microbiana e resultaria em perda de N.
Wohlt et al. (1978) avaliaram a suplementação de farelo de soja ou
uréia em dietas baseadas em silagem de milho e com teor proteico variando de 9
a 14,5% para vacas leiteiras. A média da concentração de amônia no fluído
ruminal amostrado duas e sete horas após a primeira alimentação foi menor que
5 mg dl
-1
nas dietas com 9% e 12% PB, relacionado a queda de 3 a 8 unidades
percentuais na digestibilidade da matéria seca.
Ruiz et al. (2002) avaliaram o efeito do teor dietético de N sobre o
metabolismo ruminal de vacas leiteiras. Vinte e quatro vacas multíparas e 15
primíparas da raça Holandesa foram divididas em 13 blocos por ordem de parto,
produção de leite e escore de condição corporal. Dentro de cada bloco uma vaca
recebeu um de três tratamentos: 9,4, 11,1 ou 14,1% de PB na MS em dietas
7
contendo 0, 0,7 e 1,8% de uréia na MS, respectivamente. O teor dietético de
silagem de grão úmido de milho foi 27,4% e de feno de gramínea foi 22,0%. A
uréia substituiu parte da silagem de milho para atingir os teores proteicos nos
tratamentos. A concentração média de amônia no rúmen em amostras obtidas a
intervalos de três 3 horas por 48 horas foi 1,3, 4,5 e 10 mg dl
-1
. O acréscimo de
uréia aumentou o consumo de matéria seca de 16,8 para 19,9 e 20,0 kg d
-1
e a
produção de leite de 15,5 para 18,8 e 21,7 kg d
-1
. A adição de ureia aumentou as
digestibilidades aparentes no trato digestivo total da matéria seca e da fibra em
detergente neutro.
Boucher et al. (2007) avaliaram a adição de 0, 0,3, 0,6 e 0,9% de ureia
na MS em dietas com 52% de forragem, sendo 61% da forragem oriunda de
silagem de milho. As dietas foram oferecidas a vacas leiteiras com fístula no
rúmen e duodeno. A dieta basal sem adição de ureia foi deficiente em 167 g de
proteína degradável no rúmen por dia, conforme o National Research Council-
NRC (2001). A concentração média de amônia no rúmen aumentou linearmente
com a adição de ureia: 9,0; 11,9; 12,8 e 17,4 mg dL
-1
. A máxima síntese de
proteína microbiana ocorreu com 0,6% de ureia (P<0,01 para o efeito quadrático
de inclusão de ureia). A máxima síntese de proteína microbiana por unidade de
matéria orgânica verdadeiramente fermentada no rúmen ocorreu com 0,3% de
ureia (P<0,03 para o efeito quadrático de inclusão de ureia). Entretanto, a adição
de ureia não afetou a digestibilidade verdadeira no rúmen da MS, MO, FDN,
FDA e do amido, provavelmente porque o teor de amônia no rúmen sem adição
de ureia foi suficiente para não ser limitante da digestibilidade.
A substituição de farelo de soja por ureia a 1,9% na MS em dietas
isoprotéicas, com 16,6% de PB na MS e alto teor de carboidratos não fibrosos
aumentou o teor de amônia no rúmen de 8,29 para 10,9 mg dL
-1
. Mas, o fluxo de
N microbiano estimado pela excreção de derivados purínicos na urina não variou
(Brito & Broderick, 2007).
8
2.4 Suplementação nitrogenada e carboidratos da dieta
Coppock et al. (1976) avaliaram a concentração de amônia ruminal em
seis vacas Holandesas em quadrado latino 3x3 e alimentadas duas vezes ao dia
com concentrado separadamente da forragem. Os concentrados continham 2%
de ureia e 6,75% milho moído ou 8,75% de ureia incorporada a amido
gelatinizado de sorgo. O consumo de ureia por alimentação foi 70 g. O
concentrado com milho misturado à dieta completa fornecida uma vez ao dia, na
relação 65% de silagem de milho e 35% de concentrado, formou o terceiro
tratamento. O pico de amônia ocorreu 30 minutos após o fornecimento do
concentrado nos dois primeiros tratamentos e 240 minutos após o oferecimento
da dieta no terceiro tratamento. A concentração máxima de amônia no rúmen foi
44,5 mg dL
-1
quando ureia foi misturada ao concentrado, 36,2 mg dL
-1
quando
incorporada ao amido e 15,0 mg dL
-1
na dieta completa.
Henning et al. (1993) avaliaram o sincronismo no metabolismo ruminal
de nitrogênio e carboidratos em ovinos, por infusão contínua ou em pulsos de
carboidratos solúveis e fontes de N, em arranjo fatorial 2x2. Os carboidratos
utilizados foram um composto de seis partes de maltose, duas partes de dextrose
e uma de maltodextrose. A fonte de N foi um composto de ureia e caseinato de
sódio, na proporção 3:1 com base no conteúdo de N das fontes. Sincronismo
entre os suprimentos de N e carboidratos não foram determinantes da síntese de
proteína microbiana no rúmen. Entretanto, a infusão contínua de carboidratos
aumentou o fluxo de proteína microbiana e o crescimento microbiano por
unidade de matéria orgânica fermentada, sugerindo que um suprimento
constante de substrato energético fermentativo pode ser mais efetivo para
aumentar a síntese microbiana que a atuação sobre o sincronismo entre a
degradação ruminal de N e carboidratos. A infusão contínua de carboidratos
9
também resultou em maior constância ao longo do dia no teor ruminal de
amônia, comparativamente a infusão contínua das fontes de N.
Pfeffer & Hristov (2005) compilaram resultados de 26 trabalhos in vivo
avaliando o efeito da suplementação com carboidratos sobre o metabolismo
protéico. Em dezesseis trabalhos se observou queda na concentração de amônia
no rúmen em resposta à suplementação com carboidratos, principalmente
açúcares e amido. Entretanto, em somente oito trabalhos foi evidenciado
aumento na síntese de proteína microbiana. Cabrita et al. (2006) concluíram com
base em trabalhos in vivo que a formulação de dietas com o intuito de obter
melhor sincronia entre a disponibilidade de N e a fermentação de carboidratos
no rúmen não interferiram na eficiência da síntese de proteína microbiana.
2.5 Absorção de N do rúmen e metabolismo hepático de amônia
A amônia produzida no rúmen e não incorporada à proteína microbiana
é absorvida pela parede. A forma não protonada da amônia (NH
3
) é lipofílica e
rapidamente absorvível por difusão simples a taxas linearmente relacionadas ao
pH ruminal, quando este está acima de sete (Abdoun et al., 2007). Em pH
ruminal igual ou inferior a 6,5 a amônia é absorvida predominantemente na
forma protonada (NH
4
+
), provavelmente via canais de potássio. A amônia é uma
base fraca (pKa = 9,0) e no pH do fluído ruminal prevalece a forma iônica
(NH
4
+
). Pela equação de Henderson-Hasselbalch, em pH 6,5 praticamente 99%
da amônia encontra-se na forma ionizada.
Gustafsson & Palmquist (1993) alimentaram quatro vacas em lactação
com dieta completa fornecida uma vez ao dia e com teor proteico entre 17 e
18%. O pico ureico no plasma (PUN) ocorreu entre 1,5 e 2 horas após o pico de
amônia no rúmen, cerca de 3 a 4 horas após a alimentação. Vacas de maior
produção apresentaram maior pico de amônia no rúmen e PUN.
10
Colovos et al. (1966) suplementaram quatro vacas Holandesas em
delineamento do tipo quadrado latino 4x4 com 0, 1,25, 2,0 e 2,5% de ureia no
concentrado, em substituição à proteína do farelo de soja. O teor protéico dos
concentrados foi 17%, similar entre tratamentos. O concentrado foi fornecido
duas vezes ao dia conforme a produção de leite dos animais e 2% do peso vivo
foi fornecimento de feno de gramínea. Não houve diferença na produção diária
de leite, em média 27,0 kg. O pico ruminal na concentração de amônia ocorreu
0,5 h após o consumo de concentrado, e foi 14,2, 17,6, 25,4 e 28,0 mg dL
-1
,
proporcionalmente ao teor de ureia no concentrado.
Pereira & Armentano (2000) alimentaram oito vacas em quadrado latino
4 x 4 com dietas completas oferecidas uma vez ao dia e variando em teor e
origem da fibra. Três dietas continham 18% de silagem de alfafa e uma 36,3%.
O fluído ruminal foi amostrado ao longo de 24 horas. O teor médio amônia no
rúmen foi semelhante entre tratamentos, variando de 14,0 a 17,2 mg dL
-1
. O
momento de máxima concentração de amônia no rúmen ocorreu duas horas após
a alimentação. Um segundo pico de amônia foi observado seis horas após a
alimentação, quando os animais retornaram da ordenha e tiveram acesso à dieta.
Salvador et al. (2008) avaliaram a resposta de vacas leiteiras à
substituição de milho moído por polpa cítrica. Duas dietas foram formuladas
com 33% de polpa cítrica e duas dietas com 24% de polpa cítrica e 10% de
milho moído. As dietas continham 40,4% de silagem de milho e 17,5% de PB.
As dietas completas foram fornecidas duas vezes ao dia. Amostras de fluído
ruminal foram obtidas a cada três horas por 24 horas. Picos na concentração
ruminal de amônia ocorreram no mínimo 3 horas após o fornecimento da dieta,
tanto no período da manhã quanto da tarde, entretanto um pico 9 a 12 horas após
a alimentação matinal ocorreu na concentração ruminal de ácidos graxos
voláteis, simultaneamente ao momento de mínimo valor de pH.
11
O teor de PUN pode não ser eficiente para predizer o teor de amônia no
plasma. Laven et al. (2007) avaliaram os teores plasmáticos de amônia e uréia
em 42 vacas Holandesas com no mínimo dezesseis semanas em lactação. Os
animais foram blocados em pares por dias em lactação e produção de leite e
foram aleatoriamente alocados dentro de bloco a um tratamento: Controle ou
250 g de uréia por dia. As dietas completas foram fornecidas uma vez ao dia.
Após três semanas de adaptação aos tratamentos, foram coletadas amostras de
sangue 3 a 4 horas após a alimentação, semanalmente por 102 dias. A correlação
entre o teor de uréia e teor de amônia no plasma foi baixa (r = 0,195).
A remoção líquida pelo fígado da amônia absorvida do rúmen e que
chega ao sangue portal é praticamente total (Reynolds, 1995). Neste órgão a
amônia é majoritariamente transformada em ureia ou utilizada para síntese de
glutamina a partir de glutamato (Huntington & Archibeque, 1999).
O ciclo da ureia inicia-se na mitocôndria da célula hepática por duas
reações. Na primeira a enzima carbamoil fosfato sintetase (CPS-1) condensa o
dióxido de carbono com amônia formando carbamoil fosfato, com gasto de 2
moles de ATP. Posteriormente, o carbamoil fosfato liga-se a ornitina pela ação
da ornitina transcarbamoilase (OTC) formando citrulina. No citosol celular a
citrulina, aspartato e 1 mol de ATP formam arginosuccinato pela enzima
arginosuccinato sintetase (ASS). O arginosuccinato é quebrado pela
arginosuccinato liase (ASL) formando arginina e fumarato. A hidratação da
arginina forma uréia e ornitina por ação da arginase (ARG-1). O fumarato é
utilizado no ciclo do Krebs, gerando dois moles de ATP, o que resulta num
déficit energético de 1 mol de ATP (Nelson & Cox, 2004).
O ciclo da ureia pode se alterado, através da adaptação enzimática do
fígado, regulação lenta, quando submetidos altas concentrações de amônia
(Pfeffer & Hristov, 2005). A ativação alostérica da CPS-1 por N-acetil
glutamato (NAG) é determinante para regulação rápida do ciclo da ureia, sua
12
síntese no fígado depende da concentração de Acetil-CoA e glutamato mediado
pela N-acetilglutamato sintetase que é ativada por acúmulo de arginina (Nelson
& Cox, 2004).
Membranas celulares são muitos permeáveis à forma não ionizada da
amônia e pouco permeáveis a amônia na forma ionizada (Visek, 1984). A
amônia é uma base fraca, comporta-se semelhantemente a um tampão em
determinadas situações, sua forma de dissociação depende do pH do meio. Em
condições fisiológicas o pH plasmático é de 7,4 e o pH intracelular 7,0. O pKa
da amônia de 9,02 a 37°C, portanto, segundo a equação de Henderson-
Hasselbach, o percentual de amônia não ionizada no plasma é ao redor 2,5%. A
movimentação de amônia para o interior da célula, para igualar a concentração
iônica à do sangue, resulta em acidificação do conteúdo intracelular (Visek,
1968).
Na intoxicação por amônia ocorre transtorno no metabolismo dos
tecidos. A concentração de amônia intracelular pode ser 10 a 50% superior à
concentração plasmática (Visek, 1984). A capacidade do fígado de sintetizar
uréia a partir de amônia é superada quanto o teor de amônia no rúmen excede 80
mg dL
-1
(Lewis, 1960). Sinais de toxicidade da amônia no sistema nervoso
central ocorrem devido à depleção de α-cetoglutarato interrompendo o
metabolismo energético e síntese de ATP (Visek, 1984).
Com base em 315 determinações realizadas em bovinos em crescimento
ou em lactação (Firkins & Reynolds, 2005) o aparecimento portal líquido de N
amoniacal se correlacionou positivamente ao consumo de N. Fatores dietéticos
determinantes da quantidade de amônia absorvida têm sido avaliados e incluem
a quantidade e degradabilidade ruminal de fontes dietéticas e endógenas de N,
bem como fatores relacionados à degradabilidade ruminal de carboidratos
dietéticos (Parker et al., 1995; Tan & Murphy, 2004). É sabido que o uso de
13
amônia para síntese microbiana de proteína é dependente de energia (Delgado-
Elorduy et al., 2002).
2.6 Resposta em consumo e produção de leite ao uso de ureia
A possibilidade de efeito negativo da ureia sobre o consumo de matéria
seca tem sido relatada. Horn et al. (1967) revisaram 22 trabalhos onde houve
substituição parcial de proteína verdadeira por ureia em dietas isoproteicas. Em
quinze trabalhos houve queda na produção de leite comparativamente ao
controle, devido à redução no consumo de concentrados. Poos et al. (1979)
observaram que a substituição total de farelo de soja por ureia, em dietas
baseadas em silagem de milho e feno de alfafa e com conteúdo de proteína bruta
ao redor de 17%, reduziu 5,3 kg no consumo diário de matéria seca e 4,6 kg na
produção de leite. Narasimhalu et al. (1980) também observaram queda no
consumo em resposta a aumento no teor de uréia da dieta.
Brito & Broderick (2007) alimentaram dezesseis vacas leiteiras em
quadrado latino 4x4. Quatro fontes protéicas foram avaliadas: 1,9% da MS de
ureia, 12,1% de farelo de soja, 14% de farelo de algodão ou 16% de farelo de
canola. Todas as dietas continham 16,6% de PB. A fonte predominante de
carboidrato não fibroso oriundo do concentrado foi silagem de milho úmido. A
inclusão de silagem de milho foi 35% da MS e a de silagem de alfafa 21%, em
todos os tratamentos. A substituição de soja por ureia reduziu em 2,2 kg o
consumo de matéria seca, em 7,1 kg a produção de leite e em 0,14 a relação
entre a produção de leite corrigida para 3,5% de gordura e o consumo de matéria
seca.
Baker et al. (1995) alimentaram quatro vacas em quadrado latino com
dietas formuladas com o intuito de atuar sobre a disponibilidade de nitrogênio,
estimada pelo modelo de Cornell. Uma dieta objetivou excesso de proteína
degradável no rúmen (PDR) e déficit de proteína não degradável no rúmen
14
(PND), em outras duas se objetivou obter balanço adequado de PDR e PND e
em uma quarta dieta se objetivou excesso de PDR e balanço de PND. As dietas
continham 33% de silagem de milho e 16,9% de pré-secado de alfafa. O teor
protéico foi ao redor de 15% nas três primeiras dietas. As fontes proteicas
utilizadas foram farelo de soja, glúten de milho, farinha de sangue e farinha de
peixe. O excesso de PDR foi obtido com adição de 1 e 1,2% de ureia na MS da
primeira e última dietas. Não houve efeito de tratamento sobre o consumo , 21,7
kg em média, variando de 21,1 a 22,7, e a produção de leite, 30,2 kg em média,
variando de 29,0 a 30,9.
Santos et al. (1998) revisaram 23 publicações onde houve substituição
de concentrados proteicos por 0,4 a 1,8% da dieta total de ureia. A produção de
leite foi 31,7 kg nas dietas com ureia e 33,3 kg naquelas contendo apenas
concentrados proteicos. A inclusão dietética de ureia reduziu a produção de leite
em três experimentos. O consumo não foi afetado em 17 experimentos e foi
reduzido pela ureia em cinco experimentos.
O consumo e a produção de leite não foram afetados quando inclusões
de 0, 0,5 e 1% de ureia no concentrado substituíram farelo de soja em dietas à
base de silagem de milho e feno de gramínea (Cabrita et al., 2003). Estes autores
utilizaram nove vacas em delineamento do tipo quadrado latino 3x3. A produção
diária de leite foi ao redor de 34 kg. O tratamento com 1% de ureia induziu
queda numérica de 1 kg na produção de leite relativamente ao tratamento sem
ureia.
Boucher et al. (2007) avaliaram a adição de 0, 0,3, 0,6 e 0,9% de ureia
da MS em dietas a base de silagem de milho. Quatro vacas em lactação foram
utilizadas em delineamento do tipo quadrado latino 4x4. O consumo e a
produção de leite não foram afetados pelos tratamentos, apesar da resposta
numérica negativa de 3 kg de leite no tratamento com 0,3% de ureia,
comparativamente aos outros tratamentos.
15
Reynal & Broderick (2005) estudaram o efeito do acréscimo de PDR na
forma de uréia em vinte e oito vacas em delineamento do tipo quadrado latino.
Os teores de PDR na dieta foram (% da MS): 10,6, 11,7, 12,3 e 13,2. Todas as
dietas continham 37,1% de silagem de milho, 12,7% de silagem de alfafa e 32%
de silagem de grão úmido de milho. O teor proteico das dietas foi 17,2, 17,7,
18,3 e 18,8%, obtido pela inclusão crescente de 0, 0,17, 0,33 ou 0,5% de ureia
na MS, respectivamente. As outras fontes proteicas utilizadas foram o farelo de
soja e o farelo de soja tratado com lignosulfonato. O consumo tendeu a redução
pela inclusão de ureia: 25,4; 25,7; 25,7 e 25,1 (P=0,17). A produção de leite
corrigida para 3,5% de gordura apresentou uma tendência quadrática (P=0,13)
de resposta negativa ao maior teor de ureia na dieta: 39,4; 40,2; 40,0 e 38,4 kg.
Poos et al. (1979) avaliaram a inclusão de ureia em seis vacas
Holandesas delineadas em quadrado latino 3x3. Os tratamentos foram dieta
controle com 8,6% de PB, dieta com ureia e 16,5% de PB e dieta com farelo de
soja e 17% PB. O teor de forragens foi 46,4% de silagem de milho e 9,6% de
feno de alfafa, sendo que as dietas foram oferecidas na forma de dieta completa.
O pico de amônia no rúmen das vacas alimentadas com 3,7% de ureia na MS foi
34 mg de N-NH3 por dL e na dieta com farelo de soja foi 20 mg por dL. O
momento após alimentação de ocorrência do pico de amônia foi 2 horas nos dois
tratamentos. A inclusão de uréia induziu queda de 4,6 kg no consumo
comparativamente ao tratamento com farelo de soja.
Narasimhalu et al. (1980) avaliaram os efeitos do teor de ureia no
concentrado e do momento de suplementação sobre a concentração sérica de
amônia e ureia e o desempenho de vacas em lactação. Três grupos de nove vacas
foram alimentados continuamente com um de três teores crescentes de ureia no
concentrado: 0, 1,6% ou 2,3% da MS. Um concentrado basal foi formulado com
cevada, farelo de glúten de milho e farelo de soja. Três outras misturas
concentradas foram formuladas com farelo de trigo, milho, melaço e ureia
16
visando obter os teores desejados de ureia no concentrado. Dentro de cada teor
de ureia, as misturas com ureia foram oferecidas simultaneamente ao
concentrado basal, duas horas após o oferecimento deste, ou quatro horas após,
em reversão dentro do mesmo animal. A maior inclusão de ureia deprimiu o
consumo de matéria seca de 2,71 para 2,35% do peso vivo e a produção diária
de leite de 13,8 kg para 9,0 kg. Tanto a concentração sérica de amônia quanto a
de ureia foram mais altas nas vacas recebendo o concentrado contendo ureia
simultaneamente ao concentrado basal. A concentração sérica de aminoácidos
essenciais foi maior quando a ureia foi fornecida quatro horas após o
concentrado basal. A digestibilidade das dietas no trato digestivo total não
diferiu entre tratamentos e a produção de leite não foi afetada pelo momento de
administração da ureia.
2.7 Mecanismo da depressão de consumo induzida por NNP
Alta inclusão de ureia em concentrados pode reduzir o consumo por
induzir queda na palatabilidade (Huber & Cook, 1972; Huber, 1975; Kertz et al.,
1982). A adição de palatabilizantes como melaço e polpa de beterraba em
concentrados contendo alta inclusão de ureia para vacas leiteiras aumentaram o
consumo voluntário de concentrado (Huber & Cook, 1972). Estes autores
formularam concentrados por substituição total de farelo de soja por 3,5% de
ureia. A adição de polpa de beterraba ao concentrado e a pré-mistura da ureia ao
melaço e polpa de beterraba antes da adição dos outros ingredientes aumentaram
o consumo de concentrado em 5,6 kg d
-1
Huber & Cook (1972) estudaram o efeito do local de administração da
ureia sobre o consumo. Quatro vacas Holandesas receberam uma sequência de
quatro tratamentos em quadrado latino 4x4 com períodos de 14 dias. Os
tratamentos foram: Controle, ureia-oral, ureia-rúmen e ureia-abomaso. O teor
proteico do concentrado no tratamento controle e ureia-oral foi 18%, e os teores
17
de ureia foram 1 e 3%, respectivamente. O teor proteico do concentrado nos
tratamentos ureia-rúmen e ureia-abomaso foram 12,5% e o teor de ureia foi 1%.
Os concentrados foram fornecidos ad libitum duas vezes ao dia e 5,4 kg de feno
de alfafa foi fornecido pela manhã. A cada alimentação concentrada foi
infundida uma solução a 5% de ureia diretamente no rúmen, no tratamento
ureia-rúmen, ou no abomaso, no( na??) ureia-abomaso. A quantidade de ureia
infundida correspondia a 1% do consumo de concentrado no tratamento ureia-
oral, objetivando obter um consumo de ureia semelhante entre os tratamentos. A
infusão de ureia no rúmen ou no abomaso não teve efeito adverso sobre o
consumo diário de concentrado, similar ao tratamento controle, 12,6, 13,1 e 13,3
kg, respectivamente. No tratamento ureia-oral houve queda de 2,7 kg no
consumo de concentrado, comparativamente ao controle. A depressão do
consumo de concentrado contendo alta inclusão de ureia pode ser sido
decorrente de baixa palatabilidade. A concentração de ureia e amônia no plasma
não explicaram a variação no consumo.
Wilson et al. (1975) avaliaram dietas com 1%,1,65%, 2,3% e 3,0% de
uréia na matéria natural, em delineamento do tipo quadrado latino com períodos
de 14 dias. As dietas com teor de ureia superior a 1% tiveram o excedente
infundido diretamente no rúmen três vezes ao dia em solução aquosa 1:5. O
aumento no teor dietético de ureia teve correlação negativa e linear com o
consumo. O consumo diário de ureia foi 240 g quando a dieta continha 1% de
ureia e 540 g na dieta com 3,0%, o consumo de matéria seca foi 24,0 e 18,7 kg,
respectivamente. Posteriormente, duas vacas e dois garrotes Holandeses
receberam tratamentos variando a ingestão de ureia também em quadrado latino:
1% de ureia, ou 3% de ureia, ou 1% de ureia acrescida de 2% infundido duas
vezes ao dia no rúmen, ou 1% de ureia acrescida de 2% infundido ao longo do
dia no rúmen. A ingestão total de ureia foi 194, 504, 249 e 456 g d
-1
,
respectivamente. A adição de ureia em quantidade superior a 1% da dieta
18
deprimiu o consumo, independentemente do método de fornecimento.
Entretanto, a ureia administrada via infusão direta no rúmen deprimiu mais o
consumo que a ingestão oral. A infusão ruminal de ureia duas vezes ao dia foi
mais depressora do consumo que a infusão ao longo do dia. A maior diferença
em consumo ocorreu nos primeiros 30 minutos após a alimentação, embora a
queda de consumo fosse persistente ao longo do dia. O pico de amônia no rúmen
ocorreu 1,5 h após a ingestão e o teor de ureia no sangue foi mais elevado nos
tratamentos com 3% de ureia. Estes resultados sugerem que palatabilidade não é
o único mecanismo pelo qual ureia pode induzir depressão no consumo.
Conrad et al. (1977) avaliaram o efeito da infusão intrarruminal de
cloreto de amônio, lactato de amônio, uréia ou lactato de sódio em cabras. A
infusão de sais de amônio e ureia reduziu o tempo diário de alimentação em 20 a
30%. A inclusão de ureia na dieta completa de vacas leiteiras a 1,3% na MS, em
substituição ao farelo de soja, diminuiu o tempo da primeira refeição de 24,3
para 12,4 minutos e a duração das refeições de 3,2 para 1,8 minutos. Porém, o
consumo diário não foi afetado, devido ao aumento do número de refeições de
17 para 23.
Chalupa et al. (1979) avaliaram o efeito da uréia sobre o comportamento
alimentar de novilhas Holandesas. Duas dietas foram formuladas para conter
18% de farelo de soja ou 2,5% de uréia durante um período de 14 dias. Entre os
dias 15 a 17 todos os animais receberam a dieta com farelo de soja. No dia 18
cada animal recebeu seu tratamento por duas horas, e o outro tratamento
posteriormente por mais duas horas. A re-exposição à dieta com uréia causou
aversão imediata, e nas duas horas subsequentes houve compensação do
consumo na dieta com farelo de soja. A concentração de amônia no sangue três
horas após a primeira alimentação foi 34% maior no tratamento com ureia. A
taxa de ingestão foi menor nos animais com ureia, mas a frequência de ingestão
foi maior.
19
Forero et al. (1980) avaliaram suplementos proteicos para vacas de corte
formulados com 8,9% de ureia ou 10,9% de ureia de liberação lenta obtida por
cobertura com gordura. As fontes de N avaliadas representaram 60% da PB do
suplemento. Os outros ingredientes foram milho grão, feno de alfafa, casca de
algodão e farelo de soja. Os suplementos foram oferecidos seis vezes por
semana em cochos individuais por aproximadamente 30 a 45 minutos. O
consumo de matéria seca de pastagem foi determinado utilizando marcadores
internos e não diferiu entre tratamentos. A ureia de liberação lenta aumentou o
consumo de suplemento de 300 para 506 g d
-1
. As vacas suplementadas com
ureia protegida perderam menos peso que as vacas alimentadas com ureia. A
proteção da ureia resultou em queda numérica de 10 e 3 mg dL
-1
no teor de
amônia no rúmen 1 e 4 horas após a alimentação, respectivamente.
Uma sequência de experimentos foi conduzida por (Kertz et al., 1982)
para investigar o efeito da ureia no concentrado fornecido no momento da
ordenha sobre o consumo de vacas em lactação. Estes autores observaram que
uma solução de ureia pulverizada no cocho não interferiu sobre o consumo de
concentrado sem ureia, sugerindo que odor não seria o determinante da queda de
consumo induzida pela ureia. A rápida hidrólise da ureia no rúmen e a
transferência da amônia para circulação periférica pode ser o fator primário na
depressão no consumo. A infusão intrarruminal de uma solução de ureia antes
da alimentação com concentrado sem ureia reduziu o consumo. Os autores
sugerem que as vacas estariam sujeitas a toxicidade subletal da amônia. A rápida
hidrólise da ureia em amônia no rúmen, sob condições de pH ruminal próximo
da neutralidade, poderia favorecer a absorção da amônia não ionizada pela
parede. Neste caso a capacidade de ureagênese hepática poderia ser excedida
levando a acúmulo de amônia no plasma (Symonds et al., 1981).
Noda (1976) avaliaram a infusão de cloreto de amônia ou cloreto de
sódio no cérebro de ratos. Trinta minutos após a infusão os ratos tiveram acesso
20
a uma dieta comercial e o consumo foi mensurado por dois dias. A infusão da
solução de cloreto de amônia deprimiu o consumo em 32% comparativamente
ao consumo cinco dias após a infusão, enquanto a queda de consumo com a
infusão de cloreto de sódio foi de apenas 6,7%, evidenciando o possível efeito
negativo da amônia sobre o consumo, mediado pelo sistema nervoso central.
Kertz et al. (1983) infundiram 107 ou 178 g cloreto de amônia no rúmen
de quatro vacas Holandesas. As vacas foram alimentadas com concentrado
fornecido separadamente da forragem duas vezes ao dia. Os autores
argumentaram que pH ruminal abaixo de 6,0 impediu a rápida absorção da
amônia pelo epitélio do rúmen, prevenindo a depressão de consumo. Por este
mecanismo, a suplementação com NNP poderia ser direcionada para os
momentos de baixo pH ruminal ao longo do dia, caso depressão de consumo seja
uma resposta não desejável.
A amônia também pode induzir menor absorção de metabólitos por
dano no tecido intestinal (Visek, 1968) ou redução na motilidade do rúmen.
Juhász (1965) monitorou a motilidade ruminal em ovelhas fistuladas no rúmen e
alimentadas com feno e concentrados. A infusão de 0,4 g por kg de peso vivo de
cloreto de amônio reduziu o número de contrações por minuto e a duração das
contrações. A infusão de acetato de sódio não afetou a motilidade, enquanto
acetato de amônio reduziu e foi associado a aumentou na concentração de
amônia no rúmen e no teor de ureia no sangue. Itabisashi (1977) infundiu em
taxa constante uma solução de acetato de amônio no sangue de quatro cabras
Saanen. Tanto a infusão de amônia no sangue quanto pulsos intrarruminais de
uréia via cânula causaram paralisia da motilidade do rúmen. Juhász & Szegedi
(1983) infundiram acetato de amônia na veia jugular e na artéria carótida comum
de seis ovelhas. O teor de amônia antes da infusão na veia jugular foi 0,09 mM.
Após nove minutos de infusão o teor aumentou para 0,6 mM, cerca de 10 vezes
a concentração inicial. A motilidade do rúmen cessou após 6 a 8 minutos da
21
infusão e após 15 minutos foi restaurada. A infusão do acetato de amônio na
carótida comum por nove minutos cessou a motilidade do rúmen após 4 a 6
minutos e as contrações do rúmen foram fracas e atípicas por 20 a 25 minutos.
Oba & Allen (2003b) avaliaram o efeito hipofágico da amônia e do
propionato. Os tratamentos foram: AGV (acetato ou propionato) e sais (sódio ou
amônio), em arranjo fatorial 2x2 de tratamentos. Oito vacas Holandesas foram
utilizadas em delineamento do tipo quadrado latino 4x4. A infusão intrarruminal
dos tratamentos se iniciou duas horas antes da alimentação e foi finalizada 12
horas após a alimentação. O total de amônia infundida por 14 horas foi
equivalente a 1,2 kg de PB. O consumo em 12 horas no tratamento propionato e
amônio foi 4,3 kg e no tratamento propionato e sódio foi 12,1 kg. O consumo
com acetato de amônio foi 13,5 kg e com acetato de sódio foi 15,3 kg. O número
de refeições em 12 horas com infusão de propionato de amônio foi menor, 3,9
para 7,2 comparativamente a propionato de sódio e o tempo alimentação
também foi reduzido de 135 para 55 minutos.
Em outro experimento com protocolo similar, Oba & Allen (2003a)
infundiram uma quantidade de amônia equivalente a 0,875 kg de PB. Os
tratamentos foram ácido propiônico, propionato de amônio, propionato de
potássio, ou propionato de sódio. A infusão de propionato de amônio reduziu o
consumo comparado a propionato de sódio ou potássio: 11,0, 14,0 e 13,9 kg,
respectivamente. O número de refeições em 12 horas foi 5,6 com propionato de
amônio, 8,0 com propionato de sódio e 7,2 com propionato de potássio. O
intervalo entre refeições também foi aumentado, sendo 105, 62,8 e 73,9 minutos,
nos mesmos tratamentos, respectivamente, sem ocorrer efeito sobre a duração
das refeições. O teor de amônia no plasma após a infusão não foi mensurado em
ambos os experimentos.
A infusão de acetato de amônio no sangue de vacas leiteiras causou
redução de 20% na produção de leite, de proteína e de lactose (Purdie et al.,
22
2009). O consumo foi numericamente menor em 0,6 kg após dez horas da
infusão do acetato de amônio comparado a acetato de sódio. A concentração de
amônia no sangue arterial foi 193 e 41 µM. A hiperamonemia reduziu a
concentração arterial de aminoácidos essenciais como lisina e treonina dez horas
após a infusão, mas não afetou a captação de aminoácidos e intermediários
energéticos pela glândula mamária, com exceção do acetato.
2.8 Utilização do Optigen
®
1200
O Optigen
®
1200, um produto contendo ureia de baixa degradabilidade
ruminal, foi lançado comercialmente em 2005 pela Alltech (Alltech Inc,
Nicholasville, EUA). Neste produto a proteção da ureia ocorre por barreira física
por polímero inerte no trato gastrointestinal. A liberação da ureia solúvel em
água ocorre por meio de poros na camada de polímero que envolve a ureia, que é
de espessura variável entre grânulos (Siciliano-Jones & Downer, 2005).
A degradabilidade ruminal in situ do N no Optigen® 1200 foi similar à
degradabilidade do N no farelo de soja (Akay et al., 2004). Nas primeiras três
horas de incubação ruminal o N no Optigen
®
1200 teve degradação superior ao
N no farelo de soja, porém a taxa de desaparecimento foi menor entre três e
dezesseis horas. O N na uréia teve degradação rápida no rúmen, sendo
totalmente degradado com uma hora de incubação.
A digestibilidade de nutrientes em uma dieta contendo 0,66% de
Optigen
®
1200 foi avaliada em fermentadores contínuos, comparativamente a
uma dieta controle (Akay et al., 2004). A inclusão de Optigen
1200 aumentou a
digestibilidade da FDA em 16,6 unidades percentuais, aumentou a
digestibilidade da FDN em 6,8%, e aumentou a digestibilidade da matéria
orgânica em 8%. O ganho de digestão pode ser explicado pelo aumento
observado de 6% na síntese microbiana.
23
Akay et al. (2004) realizaram duas avaliações de Optigen
1200 em
rebanhos comerciais, um com 122 vacas e outro com 240 vacas. No primeiro
experimento o farelo de soja e a ureia foram substituídos, na dieta de controle,
por Optigen, farelo de trigo e milho moído. Os animais foram blocados em dois
grupos por dias em lactação, ordem de parto e produção de leite no início do
experimento. Os dois grupos receberam a dieta controle por 30 dias.
Posteriormente, a dieta experimental com Optigen
®
1200 foi fornecida por 40
dias. A produção de leite foi mensurada diariamente e no décimo quarto dia foi
coletada uma amostra para determinação do teor de sólidos. As observações
diárias foram analisadas como medidas repetidas no tempo pelo Proc Mixed do
SAS. O Optigen
®
1200 aumentou a produção de leite de 37,9 para 41,6 kg. No
segundo experimento, a dieta controle foi fornecida por 15 dias e o Optigen
®
1200 por 30 dias, o delineamento utilizado foi similar ao primeiro experimento.
O consumo médio do grupo foi medido diariamente por diferenças entre o
oferecido e as sobras no cocho. O consumo foi analisado com medidas repetidas
ao longo do tempo. A substituição parcial de farelo de soja por Optigen, milho
moído e silagem de milho reduziu o consumo em 0,9 kg, sem afetar a produção
de leite. A eficiência alimentar aumentou em 4,2% na dieta com Optigen
®
1200.
Galo et al. (2003) avaliaram a substituição de farelo de soja e ureia por
milho moído e Optigen
®
1200 a 0,77 % na MS, em duas dietas com teor proteico
de 16 ou 18%. A dieta controle com farelo de soja e ureia continha 18% de PB.
Não foi detectado efeito de tratamento sobre o consumo e os teores de gordura e
proteína no leite. A produção de leite foi maior nos tratamentos com 18% de PB.
A produção de leite por unidade de proteína consumida foi 0,5 kg maior no
tratamento com 16% de PB e Optigen
®
1200. A excreção de derivados purínicos
na urina e o balanço de N não diferiram entre tratamentos.
Siciliano-Jones & Downer (2005) avaliaram a segurança da utilização
do Optigen
®
1200 por simulação de uma overdose de Optigen
®
1200. O máximo
24
consumo de Optigen
1200 foi de 675 e 788 g por dia, associado à queda de
25% no consumo de matéria seca. Porém, não houve sinais de intoxicação por
amônia, tetania, dificuldade respiratória, timpanismo, salivação excessiva,
anorexia ou letargia. A recomendação máxima de consumo diário de Optigen
1200 por animal foi 360 g.
Catareto (2007) avaliou a substituição da proteína do farelo de algodão
por NNP em dietas baseadas em silagem de milho. Os tratamentos foram:
Controle com 100% da PB oriunda de farelo de algodão, Ureia como 30% de
substituição da PB, Optigen
®
1200 como 30% de substituição da PB e Optigen
®
1200 como 60% de substituição da PB. Foram utilizadas 32 vacas em quadrados
latinos 4x4. Houve queda na produção de leite de 20,2 para 19,0 kg quando
Optigen
®
1200 substituiu 60% da PB do farelo de algodão. O consumo foi
reduzido em 1,9 kg pela uréia comparativamente ao tratamento onde Optigen
®
1200 também substituiu 30% da PB no farelo de algodão.
2.9 Utilização do Optigen
®
II
O Optigen
®
II, diferentemente do Optigen
1200, é uma ureia de
liberação lenta onde a ureia é protegida fisicamente por ceras vegetais. Harrison
et al. (2006) utilizaram 12 fermentadores contínuos de fluxo simples para avaliar
quatro dietas: ureia a 0,20% da MS, ureia a 0,48%, Optigen
®
II a 0,22% e
Optigen
®
II a 0,55%. O teor proteico das dietas foi 18%, os teores de silagem de
milho mais feno de alfafa foi 50%. Houve aumento na produção de N bacteriano
em gramas por dia e na eficiência de síntese microbiana quando Optigen
®
II
substituiu completamente a ureia.
Vargas & Ishler (2008) avaliaram o efeito da substituição de 0,9 kg do
farelo de soja tratado com calor e 0,5 kg de farelo de canola por 112 gramas
Optigen
®
II na MS. A dieta controle continha 50% de forragem e 16% de PB e a
dieta com Optigen 53% de forragem e 15,5% de PB. Houve tendência de
25
aumento na produção de leite de 1,15 kg com Optigen
®
II (P=0,11). A
concentração de N-ureico no leite foi 9,83 mg dL
-1
no tratamento com Optigen
®
II e 8,64 no Controle.
A substituição parcial de nitrogênio oriundo de farelo de soja por 0,4%
da dieta de Optigen
®
II não reduziu a produção de leite de vacas consumindo
dietas com 18% de PB (Souza et al., 2009). A substituição de ureia por
Optigen
®
II em fermentadores contínuos não afetou a o perfil de fermentação ou
a síntese microbiana em dietas diferindo no perfil de carboidratos, quando a
inclusão de NNP foi equivalente a 114 g em uma vaca hipotética consumindo
22,7 kg de matéria seca por dia (Harrison et al., 2009).
Inostroza et al. (2009a,b) avaliaram a substituição parcial de farelo de
soja por Optigen em dezesseis rebanhos comerciais do Wisconsin. A inclusão de
Optigen nas dietas foi de 114 g/vaca em dietas isoproteicas, o espaço de
formulação criado pela substituição de N de soja por N de Optigen foi
preenchido por milho moído ou silagem de milho, segundo critério do
nutricionista atuando em cada rebanho. O teor de forragem nas dietas foi 56±3%
e o de silagem de milho foi 43±9%. Cada rebanho recebeu o tratamento Controle
ou o tratamento com Optigen por 30 dias, seguido pelo outro tratamento durante
o mesmo período, em delineamento de reversão simples. Fazenda foi utilizada
como variável aleatória no modelo estatístico, também contendo os efeitos fixos
de período, sequência e tratamento. A substituição de farelo de soja por Optigen
e milho ou silagem de milho aumentou a produção diária de leite de 35,4 para
35,9 kg e o conteúdo de NUL de 12,4 para 13,2 mg dL
-1
. Baseado na simulação
econômica realizada pelos autores, a inclusão de Optigen, cotado a US$1,63/kg,
só reduziu o custo quando silagem de milho foi acrescida à dieta.
26
2.10 Balanço de N em vacas leiteiras
O uso do N oriundo de forragens e concentrados para produção de leite
é acompanhado por perdas de N nas fezes e na urina. Adicionalmente ao N de
origem alimentar, N também flui para fazendas leiteiras na forma de fertilizantes
e poluição atmosférica (Tamminga, 1992). A excreta de bovinos é uma fonte de
uréia, que devido à presença de urease no ambiente, é rapidamente convertida
em amônia. Em condições aeróbicas, como as existentes na superfície dos solos,
amônia é rapidamente convertida em nitrato pela nitrificação. Nas condições
anaeróbicas presentes nas camadas mais profundas do solo, nitrato é convertido
em N
2
gasoso e tóxico pela denitrificação. Esta última conversão também pode
induzir escape para o ar de intermediários como NO, NO
2
e N
2
O, sendo o último
particularmente danoso à camada de ozônio. Parte do nitrato pode ir para a água
subterrânea, tornando-a menos adequada para consumo humano. Problemas
adicionais ocorrem quando amônia escapa e é transportada pelo ar para locais
onde não é desejada, como áreas de floresta em solos relativamente pobres.
Marini & Amburgh (2005) estudaram a excreção de N pelas fezes e
urina em novilhas Holandesas alimentadas a 1,8 vezes a mantença. As dietas
foram isoenergéticas e baseadas em 30% de feno e 70% de concentrados. O teor
de N no concentrado foi 1,44 ou 3,42 % da MS. O aumento no teor de N do
concentrado resultou em aumento de 100 g a excreção de N urinário, sem afetar
a perda fecal. A proporção do N ingerido excretado pelas fezes caiu de 70 para
30%, enquanto a excreção urinária aumentou de 30 para 70%. A excreção de
uréia na urina foi linearmente proporcional ao conteúdo de N da dieta.
Ambientalmente, maior proporção de perda urinária de N é indesejável, pela
rápida conversão da ureia em amônia e óxido nitroso.
O manejo nutricional pode ser uma ferramenta no controle da poluição
ambiental causada por bovinos. Aproximadamente 75 a 85% do N ingerido por
vacas leiteiras podem ser perdido nas fezes e urina (Tamminga, 1992). A
27
retenção de N é a diferença entre o N consumido e o N excretado nas fezes e
urina mais o N incorporado em produtos animais como o leite. A eficiência de
utilização do N para produção de leite também pode ser avaliada pela relação
entre o N secretado no leite (proteína do leite) e o N consumido por dia. Apesar
de simples, pois contabiliza indistintamente todo o N presente no leite, esta
variável tem alto uso prático, já que pode ser avaliada mesmo quando a
produção de fezes e urina não foi mensurada.
Foi relatado por Tamminga (1992) que o fluxo de N para o leite
relativamente ao N total ingerido gira ao redor de 19% para uma vaca da raça
Holandesa produzindo 6250 kg de leite por ano nas condições da Holanda. O N
fecal como proporção do N ingerido foi de 28,6%, o N urinário foi de 50,3% e
ao redor de 2,3% do N ingerido retido nos tecidos.
Castillo et al. (2001) avaliaram quatro tipos de concentrado para vacas
Holandesas consumindo 9,1 kg de MS de silagem de pré-secado de azevém e 7
kg de MS de concentrado por dia. Os concentrados avaliados foram: alto teor de
fibra oriunda de farelo de trigo, alto teor de amido de degradação lenta oriundo
de milho moído, alto teor de amido de degradação rápida oriundo de grãos de
cevada e trigo e alto teor de açucares solúveis oriundos de melaço e polpa
cítrica. Todos os concentrados continham 16% de PB na MS. A inclusão de
amido de alta degradação aumentou a perda de N na urina em 36 g comparado
aos outros concentrados. Não houve diferença na incorporação do N ingerido no
leite, em média 27,7%. A quantidade de N retido variou de 47,9 a 9,9 g, e a
proporção do N ingerido que foi retido variou de 13,3 a 2,4%.
Ruiz et al. (2002) avaliaram o efeito da inclusão de ureia na dieta sobre
o balanço de N em vacas leiteiras. Os tratamentos foram 9,4, 11,1 e 14,1% PB
na MS com 0, 0,7 e 1,8% da MS de ureia, respectivamente. O aumento no teor
de PB da dieta por adição de uréia resultou em perda fecal de N como sendo
48,5, 38,9 e 29,4% do ingerido, respectivamente, enquanto a perda urinária foi
28
5,7, 14,3 e 29,7%. Aumento no teor de N da dieta aumentou a importância da
perda urinária. Entretanto, a eficiência de utilização do N para produção de leite
foi em média 24,1%, praticamente constante entre tratamentos. O balanço (ou
retenção) de N foi diretamente proporcional ao teor de PB na dieta: 27,3, 75,1, e
87,6 g d
-1
.
Wattiaux & Karg (2004) alimentaram 48 vacas Holandesas produzindo
47,7 kg de leite com 41,2% de silagem de alfafa e 13,8% de silagem de milho ou
13,8% de alfafa e 41,2% de milho em arranjo fatorial de tratamentos com alto ou
baixo teor de proteína degradável no rúmen. O teor proteico das dietas variou de
16,2 a 18%. Houve substituição parcial de farelo de soja por 0,5% de ureia nas
dietas com alta inclusão de silagem de milho. O milho moído foi o principal
ingrediente energético nas dietas, 28,4 e 14,2% nas dietas com maior e menor
inclusão de silagem de alfafa. A proporção do N ingerido incorporado no leite
foi 28,2% nas dietas com maior proporção de silagem de alfafa e 33,4% nas
dietas com maior proporção de silagem de milho. O aumento no teor proteico
reduziu a eficiência de incorporação do N no leite somente nas dietas a base de
silagem de alfafa. A retenção aparente e a perda fecal de N foram maiores nas
dietas a base de alfafa, 53,5 e 212 g. Nas dietas a base de silagem de milho a
retenção foi 23 g por dia e a perda urinária de N como percentagem do ingerido
foi 3 pontos percentuais maior.
Chase (2008) avaliou a eficiência de utilização do N para produção de
leite em 334 tratamentos oriundos de 62 experimentos. A eficiência média foi
de 27%, variando de 16,2 a 45,2%. Valores superiores a 35% foram associados a
dietas com baixo teor proteico, capazes de induzir queda na produção de leite.
Kalscheur et al. (2006) avaliaram o efeito do aumento no teor PB da
dieta obtido por maior inclusão de farelo de soja sobre a eficiência de utilização
do N. Teores crescente de farelo de soja de 0, 5,2, 10,4 e 15,6% em substituição
parcial ao milho moído e soja protegida (Soy Pass, Lignotech USA, Rothschild,
29
WI) resultaram em dietas com teores proteicos de 12,3, 13,9, 15,5 e 17,1% da
MS. O teor de ureia na dieta foi 0,5% da MS em todos os tratamentos. A
eficiência de utilização do N para produção de leite caiu de 36,5% para 28,2% e
a produção de leite aumentou de 31,7 para 33,8 kg d
-1
pela adição de 15,6% de
farelo de soja na MS. Na dieta com 15,5% de PB a proporção do N ingerido
incorporado no leite foi 30,4% e as vacas produziram 33,1 kg de leite.
Cabrita et al. (2003) avaliaram a inclusão de 1% da MS de ureia em
substituição parcial ao farelo de soja. O teor de PB na dieta com ureia foi de
17,5% e de 16,8% na dieta controle. A eficiência de utilização do N para
produção de leite foi 28% na dieta com ureia e 30% no controle. A produção
diária de proteína no leite não foi afetada pelos tratamentos. Boucher et al.
(2007) também observaram queda na eficiência de utilização do N para
produção de leite de 32; 27; 28 e 25% quando teores crescentes de ureia foram
acrescidos à dieta, 0; 0,3; 0,6 e 0,9% de ureia, contendo 14,9; 15,7; 16,5 e 17,3%
de PB na MS, respectivamente. A composição das dietas em ingredientes foi a
mesma, exceto adição de ureia.
A inclusão de 0,37% de uréia em dieta de vacas leiteiras na fase inicial
de lactação aumentou o teor proteico de 16,8 para 17,2% da MS e diminuiu o
teor proteína não degradável no rúmen (Davidson et al., 2003). A inclusão de
uréia aumentou a perda de N na urina em 41 gramas e o percentual do N
ingerido como perda urinária em 2,9%.
Olmos-Colmenero & Broderick (2006) alimentaram vacas em lactação
com dietas contendo 13,5; 15,0; 16,5; 17,9 e 19,4% de PB na MS, pela adição de
2,4; 5,8; 9,2; 12,6 e 16,0% de farelo de soja na MS em substituição ao milho
úmido amassado. O restante dos ingredientes foi idênticos entre as dietas, 25%
de silagem de alfafa, 25% de silagem de milho, 2,5% de soja tostada e 1,1% de
minerais e vitaminas. A eficiência de utilização do N para produção de leite
30
caiu linearmente de 36,5% para 25,4% com aumento no teor dietético de N. A
produção máxima de leite foi 36,7 kg d
-1
, obtida com 16,5% de PB na dieta.
Brito & Broderick (2007) avaliaram diferentes fontes proteicas: ureia,
farelo de soja, farelo de algodão e farelo de canola. As dietas foram isoproteicas
e com 16,5% de PB na MS, continham o mesmo teor de forragem e o principal
carboidrato não fibroso foi milho úmido. A substituição de farelo de soja por
1,9% da MS de ureia reduziu a eficiência de utilização do N para produção de
leite de 30,4 para 24,9% e aumentou a proporção do N ingerido excretado na
urina de 22,4 para 32,4%. Neste trabalho o volume de urina foi estimado a partir
da concentração de creatinina na urina e um valor de excreção diária de
creatinina, assumido como uma constante proporcional ao peso vivo.
Poos et al. (1979) substituíram totalmente farelo de soja por 3,7% de
ureia na MS da dieta. O teor proteico da dieta com soja foi 16,5% e da dieta com
ureia 17,1%. A perda urinária de N aumentou em 47 g por dia com o uso da
ureia, resultando em queda na retenção de N de 80 para 34,7 g d
-1
.
Posteriormente, o balanço de N foi avaliado em dietas contendo 15,2% de PB na
MS. A substituição parcial de farelo de soja por 1,2% de ureia na MS não afetou
a retenção de N, -6,6 e 26,7 g d
-1
, e a excreção de N na urina, 176,8 e 145,5 g d
-1
,
respectivamente.
Em dietas com 18% de PB, a substituição de farelo de canola a 4% da
MS por 0,77% da MS de Optigen
®
1200 não afetou a retenção de N, mas
aumentou de 38,2% para 44,7% a proporção do N ingerido excretado pela urina
(Galo et al., 2003). A proporção do N ingerido excretado nas fezes foi 20,7%
com Optigen
®
1200 e 33,9% no controle. A forma do N pode afetar a rota de
excreção, sem determinar a retenção do N nos tecidos. A infusão de acetato de
amônio no intestino de vacas Holandesas não afetou a retenção de N, mas
aumentou o N excretado na urina de 220 para 260 g d
-1
(Moorby & Theobald,
1999).
31
Castillo et al. (2000) compilaram dados de 90 tratamentos
representando 580 vacas com produção inferior a 35 kg d
-1
. A redução do teor
protéico da dieta de 20 para 15% pode diminuir a excreção de N nas fezes em
21% e na urina em 66%. A excreção de N na urina aumentou exponencialmente
quando o consumo diário de N excedeu 400 g d
-1
.
2.11 Consumo de N e volume urinário
O impacto do consumo de N sobre o volume urinário tem sido avaliado,
já que conhecer o volume urinário é importante ambientalmente (Nennich et al.,
2006). Reynal & Broderick (2005) encontraram decréscimo no volume urinário
de 22,3 para 17,9 L d
-1
e na excreção de N na urina de 295 para 239 g d
-1
quando
o teor dietético de ureia foi reduzido de 0,5 para 0,17% da MS. A eficiência de
utilização do N para produção de leite não diferiu entre tratamentos.
Maior consumo de N por ruminantes aumenta a ingestão de água, e
consequentemente o volume de urina eliminado no ambiente (Church, 1979).
Olmos-Colmenero & Broderick (2006) encontraram aumento linear no volume
urinário de 17,3, 15,4, 17,9, 19,4 e 21,7 litros d
-1
com aumento no consumo
diário de N de 483, 531, 605, 641 e 711 g d
-1
, respectivamente. O teor protéico
das dietas foi 13,5, 15,0, 16,5, 17,9 e 19,4% na MS. Bannink et al. (1999)
encontraram uma alta correlação (r = 0,70) entre o consumo de nitrogênio e
potássio e a produção de urina. Wattiaux & Karg (2004) observaram que a
redução no teor de PB da dieta de 18,0 para 16,2% reduziu 4,5 L no volume de
urina e a excreção de N urinário em cerca de 40 g.
32
3 MATERIAL E MÉTODOS
Dezoito vacas da raça Holandesa, com 15082 dias em lactação no
início do período experimental, formaram seis grupos de três animais com base
na ordem de parto e produção de leite. Dois grupos foram formados por
primíparas. Dentro de cada grupo, as vacas foram aleatoriamente alocadas a uma
seqüência de três tratamentos, em delineamento do tipo quadrado latino 3x3,
conduzidos simultaneamente, e com períodos de 21 dias. Mensurações foram
realizadas na terceira semana de cada período experimental. Os tratamentos
foram: dieta com farelo de soja como concentrado protéico (Controle) e dietas
onde misturas isoproteicas de polpa citríca e Optigen
®
II (Alltech Inc.,
Nicholasville, USA) ou ureia substituíram o mesmo teor dietético de farelo de
soja (Tabela 1).
33
TABELA 1 Composição das dietas oferecidas em ingredientes e das dietas
consumidas em nutrientes nos tratamentos Optigen
®
II, Controle e
Ureia.
Optigen
®
II Controle Ureia
% da matéria seca
Silagem de milho 41,9 41,9 41,9
Feno de tifton 1,9 1,9 1,9
Polpa cítrica 15,9 12,6 16,0
Caroço de algodão 7,6 7,6 7,6
Optigen
®
II 0,61
Ureia
0,56
Farelo de soja (46,4% PB na MS) 14,1 18,0 14,1
Milho maduro moído fino 14,2 14,2 14,2
Premix
1
3,9 3,9 3,9
Proteína bruta 15,4 15,5 15,6
Proteína bruta oriunda de NNP 1,54 1,59
FDN total
36,1 35,9 36,6
FDN oriundo de forragens 23,5 23,5 23,5
Cinzas 7,2 7,2 7,2
Extrato etéreo 5,7 5,6 5,7
CNF
2
35,6 35,8 34,9
CNF
3
36,5 35,8 36,0
1
Premix = 11,5% de Ca; 1,3% de P; 4,7% de Mg; 0,3% de S; 10,0% de Na; 4,9%
Cl; 12,14 ppm de Co; 162 ppm de Cu; 405 ppm de Mn; 964 ppm de Zn; 6,64
ppm de Se; 16,20 ppm de I; 80988 UI de Vitamina A; 17817 UI de Vitamina D;
502 UI de Vitamina E; 25% de bicarbonato de sódio; 7% de óxido de magnésio
e 25% de Megalac E.
2
CNF = Carboidratos não-fibrosos = 100-(%PB+%FDN+%EE+%Cinzas)
3
CNF = Carboidratos não-fibrosos = 100-(%PB-%PB derivada da fonte NNP
+%NNP)+%FDN+%EE+%CINZAS) Adaptado: Hall (2000)
As dietas completas foram oferecidas às 6 h e 14 h em quantidade
suficiente para resultar em no mínimo 15% do oferecido como sobra diária.
Entre os dias 15 e 20 de cada período, foram coletadas amostras diárias de cada
ingrediente e das sobras alimentares por animal e amostras compostas foram
formadas com base em quantidades idênticas de matéria natural. Estas amostras
34
foram desidratadas em estufa de ventilação forçada por 72 h a 55ºC, trituradas
em peneira de 1 mm em moinho do tipo Thomas-Willey, e uma subamostra foi
desidratada em estufa de 100ºC por 24 h para determinação do teor de matéria
seca. O teor de extrato etéreo foi determinado segundo o Association of Official
Agricultural Chemists-AOAC (1990). As cinzas foram determinadas por
incineração da amostra em mufla por oito horas a 550ºC. O teor de FDN foi
determinado por um ANKON
®
Fiber Analyser (ANKON Technology
Corporation, Fairport, EUA). O teor de nitrogênio foi determinado pelo método
de microkjeldhal (AOAC, 1975). O consumo diário de matéria seca (CMS) entre
os dias 15 e 20 foi utilizado para comparar tratamentos.
As vacas foram ordenhadas três vezes ao dia. A produção diária média
entre os dias 15 e 16 foi utilizada para comparar tratamentos. Amostras de leite
foram coletadas em frascos contendo 2-bromo-2-nitropropano-1,3-diol por seis
ordenhas consecutivas nos dias 15 e 16 de cada período experimental. Em cada
amostra foi determinado o teor de gordura, proteína, lactose, sólidos totais e
nitrogênio uréico (NUL) (PARLPR, Curitiba, PR). A secreção diária de energia
no leite foi calculada pela equação: [(0,0929 x % gordura) + (0,0547 x % de
proteína) + (0,0395 x % de lactose)] x kg de leite (NRC, 2001).
No dia 17 foi avaliada a atividade mastigatória por observação visual da
atividade bucal de cada animal a cada cinco minutos durante as seis horas
subseqüentes à alimentação da manhã. As atividades bucais consideradas foram
de ingestão de alimento, ingestão de água, ruminação e ócio. O tempo da
primeira refeição (Refeição condicionada) e das outras refeições foi calculado
em múltiplos de cinco minutos e o número de refeições matinais foi
determinado. O consumo de matéria seca foi mensurado e a taxa de ingestão
matinal foi calculada (g min
–1
). Neste mesmo dia, a proporção do consumo
diário entre 6 e 12 h (Manhã), 12 e 20 h (Tarde) e 20 e 6 h (Noite) foi obtido por
mensuração do oferecido e das sobras alimentares em cada intervalo.
35
Nos dias 18 a 20 foi mensurada a produção fecal e urinária por coleta
total realizada por oito horas ininterruptas. O início do período de coleta foi
atrasado em oito horas a cada novo dia, visando obter uma amostra
representativa das 24 horas do dia. As fezes de cada vaca foram congeladas ao
longo das coletas e formaram uma amostra composta ao final de cada período.
Os compostos por vaca foram desidratados e o teor de FDN, cinzas e nitrogênio
foram analisados como previamente descrito. A digestibilidade aparente no trato
digestivo total da matéria orgânica (DMO), da matéria seca (DMS), da FDN
(DFDN) e da matéria orgânica não-FDN (DMOnFDN) foram calculadas. O
consumo diário de matéria orgânica digestível (CMOD) foi calculado.
Ao longo da coleta, toda a urina foi inserida em galões contendo 200 ml
de solução de ácido sulfúrico a 10%. O volume urinário foi mensurado, uma
amostra foi formada por vaca, sendo esta então congelada a –20
o
C após diluição
em quatro partes de água destilada. A determinação do teor de alantoína utilizou
procedimento semelhante ao de Chen & Gomes (1995). Para a análise de
creatinina foi utilizado kit laboratorial (Labtest Diagnóstica S.A., Lagoa Santa,
MG, Cat. 35-100). O teor de nitrogênio na urina foi mensurado como
previamente descrito.
O peso vivo e também a condição corporal foram mensurados no dia 20
para descrever os animais. A condição corporal foi avaliada visualmente em
escala de 1 a 5, sendo 1 representativo de magra e 5 representativo de gorda
(Wildman et al., 1982). A condição corporal foi avaliada por três avaliadores
independentes e o escore médio foi utilizado.
No dia 21 amostras de sangue foram obtidas dos vasos coccígeos para
dosagem do teor de nitrogênio ureico no plasma (NUP). As amostras foram
coletadas nos tempos 0, 2, 4, 8, 10 e 14 h após a alimentação matinal. O sangue
foi colhido em tubos heparinizados. O sangue foi centrifugado e o plasma foi
congelado a -20ºC para posterior análise de ureia (Doles Reagentes e
36
Equipamentos para Laboratório Ltda., Goiânia, GO, kit uréia 500). O tempo
diário de NUP acima de 21 mg dL
-1
foi calculado assumindo mudança linear na
concentração plasmática entre dois tempos de amostragem.
A retenção de nitrogênio foi calculada subtraindo do nitrogênio ingerido
aquele excretado no leite, nas fezes e na urina. O teor de nitrogênio no leite foi
determinado por divisão do teor de proteína pelo fator 6,38. Eficiências
alimentares foram calculadas pelas relações entre a produção de leite e o CMS
(Eficiência 1), a secreção de energia no leite e o CMS (Eficiência 2), a secreção
de energia no leite e CMOD (Eficiência 3) e a produção de leite e o consumo de
proteína.
Análise estatística
As variáveis com valor único em cada período foram analisadas pelo
procedimento GLM do Statistical Analysis Software Institute-SAS Institute
(1985) com o seguinte modelo: Y
ijklm
= + Q
i
+ V
j(i)
+ P
k
+ T
l
+ e
ijkl
. Onde: =
média geral, Q
i
= efeito de quadrado (i = 1 a 6), V
j(i)
= efeito de vaca dentro de
quadrado (j = 1 a 18), P
k
= efeito de período (k = 1 a 3), T
l
= efeito de tratamento
(l = Optigen
®
II, Controle, Uréia), e
ijkl
= erro residual, assumido independente e
identicamente distribuído em uma distribuição normal com média zero e
variância
2
. Dois contrastes ortogonais com um grau de liberdade foram
testados: 1) Optigen
®
II vs. Controle. 2) Ureia vs. Controle. Valores de P até 0,05
foram interpretados como significativos e valores até 0,10 como tendência.
O teor de NUP mensurado ao longo do tempo foi analisado como
medidas repetidas pelo procedimento MIXED do SAS (Littell et al., 1996). Ao
modelo anteriormente descrito foram acrescidos os efeitos de tempo de
amostragem (0, 2, 4, 8, 10 e 14 h) e sua interação com tratamento. O quadrado
médio para a interação entre quadrado, vaca, período e tratamento foi utilizado
como medida de erro para testar o efeito de tratamento, enquanto o efeito de
37
tempo e sua interação com tratamento foram testados usando o erro residual. As
estruturas de covariância consideradas foram: simetria composta, autorregressiva
de primeira ordem e não-estruturada. A estrutura de covariância utilizada foi
definida pelo maior número de Akaike. A freqüência de amostras sanguíneas
com NUP acima de 22 mg dL
-1
foi avaliada pelo teste de qui-quadrado utilizando
o procedimento FREQ do SAS Institute (1985).
38
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Houve sucesso na meta de se obter a substituição parcial de farelo de
soja por quantidades similares de N oriundo de Optigen
®
II ou uréia (TABELA
1). Ao redor de 1,5% da PB dietética foi oriunda das fontes de NNP e a
densidade de PB nas dietas consumidas foi similar. O consumo diário por vaca
de Optigen
®
II foi 137 g e o de ureia 125 g, cerca de 0,6% da MS total fornecida,
equivalente a 350 g de PB oriunda de cada fonte. Devido à maior densidade de
N nas fontes de NNP relativamente ao farelo de soja, 3,4% de polpa cítrica foi
acrescida à dieta Controle em substituição parcial ao farelo de soja.
As dietas consumidas, com teor de PB ao redor de 15,5% (TABELA 1),
foram avaliadas pelos modelos do NRC (2001) e de Cornell v.5 (CPM-Dairy,
2009). Na simulação pelo modelo do NRC, a PB no Optigen
®
II, similarmente à
PB na uréia, foi considerada como sendo constituída totalmente de fração A,
com variação apenas no teor de N entre as fontes, 282% de PB para a ureia e
251% para o Optigen
®
II. Na simulação do CPM-Dairy (2009) o valor nutricional
do Optigen
®
II foi o do banco de alimentos do programa, que considera que 95%
do N está na forma de proteína solúvel (fração A) e 5% como N insolúvel em
detergente ácido (fração C). Baseado na estimativa dos modelos, a substituição
de farelo de soja por NNP e polpa cítrica aumentou em 0,6% da MS o conteúdo
dietético de proteína degradável no rúmen (PDR) e reduziu na mesma proporção
o conteúdo de proteína não degradável (PND), indistintamente entre as fontes de
NNP.
Neste experimento, apesar de existir diferença em teor dietético de PDR
e PND entre tratamentos, o balanço da proteína metabolizável foi positivo em
todas as dietas, o mesmo acontecendo para o balanço entre o fluxo e a demanda
de energia. Pela estimativa do CPM-Dairy (2009) o fluxo de aminoácidos
essenciais foi acima da exigência teórica em todas as dietas, apesar da relação
entre lisina e metionina estar acima da ideal, tanto pela estimativa do NRC
39
(2001) e CPM-Dairy (2009) para máximo conteúdo de proteína no leite, 3,0 e
2,82, respectivamente (Whitehouse et al., 2009). A substituição de farelo de soja
pelos teores adotados de NNP e polpa cítrica não atuaram substancialmente
sobre o fluxo predito de aminoácidos essenciais e energia, sugerindo que a
resposta aos tratamentos decorreu da diferença entre alimentos, e não de déficit
nutricional induzido pelos tratamentos.
O consumo de matéria seca caiu nos tratamentos com NNP, sem efeito
sobre a produção diária de leite ou sólidos (TABELA 2), resultando em
tendência de ganho na relação entre o leite produzido e o consumo (TABELA
3). Golombeski et al. (2006) também observaram redução do consumo, sem o
simultâneo decréscimo da produção leiteira, quando substituíram concentrados
protéicos por 0,61% da dieta total de uréia complexada a cloreto de cálcio,
inclusão semelhante à adotada neste trabalho. Entretanto, a inclusão de 1,9% da
dieta total de uréia a 1,9% em substituição ao farelo de soja reduziu a eficiência
alimentar (Brito & Broderick, 2007), sugerindo que inclusões de NNP acima de
recomendações tidas como clássicas, ao redor de 1% da dieta (Reid, 1953;
Loosli et al., 1966), podem não ser vantajosas. Estudos avaliando a resposta
animal a teores crescentes de Optigen
®
II em substituição ao farelo de soja
seriam pertinentes.
Existem relatos de queda no consumo em resposta ao uso de ureia para
vacas leiteiras (Horn et al., 1967; Poos et al., 1979; Huber & Kung Junior,
1981). Huber & Cook (1972) observaram que a adição de melaço e polpa de
beterraba aumentou o consumo de um concentrado contendo 3,5% de ureia.
Estes mesmos autores observaram que a infusão de ureia no rúmen ou no
abomaso não induziu queda no consumo de concentrado comparativamente à
aspersão da mesma quantidade de ureia sobre o concentrado. As concentrações
de ureia e amônia no plasma não variaram entre tratamentos, sugerindo que
algum mecanismo não sistêmico, provavelmente sensorial, pode estar envolvido
40
na depressão de consumo quando ureia foi fornecida adicionada ao concentrado
fornecido separadamente da forragem.
TABELA 2 Desempenho de vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II, Controle
ou Ureia.
Optigen
®
II Controle Ureia EPM
1
P Trat
2
P 1
2
P 2
2
kg d
-1
Leite 31,6 31,5 31,5 0,36 0,98 0,87 0,97
CMS
3
22,4 23,2 22,4 0,26 0,07 0,05 0,04
CMOD
3
14,9 15,3 14,9 0,30 0,54 0,33 0,36
Gordura 1,044 1,062 1,039 0,0159 0,56 0,44 0,31
Proteína 0,941 0,944 0,942 0,0091 0,95 0,77 0,87
Lactose 1,182 1,192 1,189 0,0152 0,90 0,67 0,90
Sólidos 3,712 3,757 3,722 0,0424 0,73 0,46 0,56
%
Gordura 3,33 3,39 3,29 0,040 0,17 0,24 0,06
Proteína 3,01 3,04 3,02 0,014 0,38 0,22 0,25
Lactose 3,74 3,79 3,77 0,020 0,24 0,09 0,42
Sólidos 11,82 11,99 11,84 0,051 0,05 0,03 0,05
mg dL
-1
NUL
3
15,5 15,4 16,6 0,27 <0,01 0,68 <0,01
Mcal d
-1
Energia L
3
19,5 19,7 19,5 0,23 0,70 0,49 0,45
Kg
Peso vivo 646 643 639 1,91 0,03 0,21 0,14
1 a 5 (Magra a gorda)
C.C.
3
3,5 3,5 3,5 1,04 0,93 0,88 0,82
1
EPM = Erro padrão das médias
2
Valor de probabilidade para os efeitos de tratamento (P Trat) e para os
contrastes 1) Optigen
®
II vs. Controle e 2) Uréia vs. Controle
3
CMS = Consumo de matéria seca. CMOD = Consumo de matéria orgânica
digestível. NUL = Nitrogênio ureico no leite. Energia L = Secreção de energia
no leite. C.C. = Escore de condição corporal
Entretanto, a redução de consumo por baixa palatabilidade da ureia
pode não ter sido o mecanismo prevalente no presente trabalho, já que o teor
41
dietético das fontes de NNP foi baixo e a ureia foi misturada a outros
ingredientes em Dieta Completa. O encapsulamento do NNP no Optigen
®
II
também seria um fator desfavorável à argumentação de que fatores sensoriais
estariam envolvidos na resposta em consumo. Wilson et al. (1975)
demonstraram que a depressão no consumo por uréia pode ocorrer por
mecanismo sistêmico. Estes autores observaram que a infusão intrarruminal de
ureia foi tão depressora do consumo quanto a incorporação da ureia à dieta,
sendo que a infusão intrarruminal duas vezes por dia foi mais depressora do
consumo que infusão contínua ao longo do dia.
TABELA 3 Eficiências alimentares de vacas leiteiras nos tratamentos
Optigen
®
II, Controle ou Ureia.
Optigen
®
II Controle Ureia EPM
1
P Trat
2
P 1
2
P 2
2
Leite/PB
3
9,29 8,80 8,99 0,188 0,20 0,08 0,49
Eficiência 1
3
1,396 1,344 1,398 0,0212 0,13 0,09 0,07
Mcal kg
-1
Eficiência 2
3
0,88 0,86 0,87 0,015 0,58 0,35 0,41
Eficiência 3
3
1,33 1,30 1,32 0,033 0,88 0,61 0,77
1
EPM = Erro padrão das médias
2
Valor de probabilidade para os efeitos de tratamento (P Trat) e para os
contrastes 1) Optigen
®
II vs. Controle e 2) Ureia vs. Controle
3
Leite/PB = Produção de leite/Consumo de proteína bruta. Eficiência 1 =
Produção de leite /Consumo de matéria seca. Eficiência 2 = Secreção de energia
no leite /Consumo de matéria seca. Eficiência 3 = Secreção de energia no leite
/Consumo de matéria orgânica digestível
Alguns mecanismos têm sido propostos para explicar o efeito negativo
de NNP sobre o consumo. A rápida hidrólise da ureia no rúmen poderia causar
acidificação tóxica das células epiteliais (Visek, 1968) e alteração da motilidade
ruminal (Juhász, 1965; Itabisashi, 1977; Juhász & Szegedi, 1983). Kertz et al.
(1982) propuseram que a amônia liberada no rúmen poderia causar intoxicação
subletal em bovinos. A rápida hidrólise da uréia em amônia no rúmen, sob
condições de pH ruminal próximo da neutralidade, poderia favorecer a absorção
42
da amônia não ionizada pela parede. Neste caso a capacidade de ureagênese
hepática poderia ser excedida, induzindo acúmulo de amônia no plasma
(Symonds et al., 1981).
Oba & Allen (2003a) observaram que a infusão intrarruminal de
propionato de amônio comparativamente a propionato de sódio ou potássio
induziu queda no consumo e na frequência de alimentações em 12 horas, sem
reduzir o tempo por refeição. A infusão de amônia adotada por estes autores foi
equivalente a 875 g de PB em 14 horas. Segundo os autores, o ciclo hepático da
uréia pode ter estimulado indiretamente o metabolismo oxidativo no fígado a
partir de carbonos oxidáveis oriundos do catabolismo de aminoácidos, já que um
dos carbonos na conversão de amônia a uréia vem de aspartato. Este fato pode
ter aumentado a produção líquida de ATP no fígado e o estímulo do
metabolismo oxidativo hepático poderia deprimir o consumo (Allen, 2000).
Outros fatores dietéticos podem estar envolvidos na redução do CMS
como a maior inclusão de polpa cítrica nas dietas com NNP. A hidratação da
polpa cítrica no rúmen pode ter aumentado o volume da digesta e inibir o
consumo. Salvador et al. (2008) encontraram redução de 1,0 kg no CMS em
dietas que polpa cítrica substituiu totalmente o milho moído da dieta. Porém, a
inclusão de polpa foi o dobro comparado às dietas do Optigen
®
II e uréia (33%
vs. 16% MS).
A queda no consumo induzida por NNP foi acompanhada de alteração
no comportamento ingestivo (TABELA 4). No tratamento Ureia foram
observados maior número de refeições matinais e tendência de queda no tempo
de ingestão matinal, a primeira variável também foi aumentada no tratamento
Optigen
®
II. Conrad et al. (1977) observaram que a inclusão de 1,3% de ureia à
dieta total de vacas leiteiras induziu queda na duração da primeira refeição diária
e no tempo por refeição, mesmo sem reduzir o consumo total de matéria seca,
pois houve compensação por aumento no número de refeições e na taxa de
43
ingestão, semelhante numericamente ao observado neste trabalho (TABELA 4).
A similaridade na resposta em comportamento ingestivo nos tratamentos Ureia e
Optigen
®
II, sugere que o mecanismo foi comum às dietas contendo NNP.
TABELA 4 Proporção do consumo diário de matéria seca em períodos do dia e
ingestão matinal de vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II,
Controle ou Ureia.
Optigen
®
II Controle Ureia EPM
1
P Trat
2
P 1
2
P 2
2
% do consumo diário
Manhã
3
32,0 32,9 34,2 1,12 0,42 0,59 0,44
Tarde
3
45,4 42,5 41,6 1,33 0,09 0,13 0,66
Noite
3
22,5 24,6 24,2 1,00 0,31 0,15 0,76
Min
Ingest
3
83 89 79 4,0 0,21 0,25 0,08
R.cond
3
29 30 28 1,9 0,57 0,60 0,29
min refeição
-1
T. refeição
3
21 23 20 1,7 0,49 0,44 0,24
Refeições
3
4,1 3,4 4,3 0,20 0,01 0,05 <0,01
g
min
-1
Taxa ingest
3
91,0 87,3 95,8 6,54 0,65 0,69 0,36
1
EPM = Erro padrão das médias
2
Valor de probabilidade para os efeitos de tratamento (P Trat) e para os
contrastes 1) Optigen
®
II vs. Controle e 2) Ureia vs. Controle
3
Manhã = 6:00 a 12:00. Tarde = 12:00 a 20:00. Noite = 20:00 a 6:00. Ingest =
Tempo de ingestão matinal. R.cond = Refeição condicionada (primeira refeição
após oferecimento da dieta). T. refeição = Tempo por refeição matinal.
Refeições = Número de refeições pela manhã. Taxa ingest = Matéria seca
consumida por Ingest
A concentração de NUP duas horas após a alimentação matinal foi
maior nos tratamentos com NNP que no Controle (TABELA 5, FIGURA 1),
sugerindo que o teor de NUP imediatamente após o oferecimento matinal de
alimentos foi determinante do consumo. O valor do pico diário de NUP foi
similar e mais tardio no Controle (FIGURA 1).
44
TABELA 5 Concentração de N ureico no plasma nos tempos após o
oferecimento matinal de alimentos, tempo diário de NUP acima
de 21 mg dL
-1
(≥21) e frequência de valores de NUP acima de 22
mg dL
-1
(Frequência) de vacas leiteiras nos tratamentos
Optigen
®
II, Controle ou Uréia. Os animais foram alimentados nos
tempos 0 e 8.
Optigen
®
II Controle Ureia EPM
1
P Trat
2
P 1
2
P 2
2
horas mg 5dL
-1
0
18,4 18,1 19,2 0,84 0,64 0,80 0,37
2 20,2 18,0 20,6 0,80 0,06 0,06 0,03
4 19,2 20,4 19,0 0,80 0,41 0,28 0,23
8 16,4 17,4 16,4 0,78 0,63 0,41 0,40
10 15,7 15,9 16,3 0,60 0,72 0,78 0,60
14 15,8 15,7 16,4 0,79 0,82 0,90 0,55
min d
-1
≥21
41 46 105 27,8 0,21 0,89 0,15
% das amostras P Qui-Quadrado
Frequência 10,2 9,3 23,2 <0,01
1
EPM = Erro padrão das médias
2
Valor de probabilidade para os efeitos de tratamento (P Trat) e para os
contrastes 1) Optigen
®
II vs. Controle e 2) Ureia vs. Controle
45
FIGURA 1 Nitrogênio ureico no plasma de vacas leiteiras nos tratamentos
Optigen
®
II, Controle ou Ureia. Os animais foram alimentados às 6
h e às 14 h horas. P=0,98 para o efeito de tratamento, P<0,01 para
o efeito de tempo, P=0,49 para a interação entre tratamento e
tempo.
Akay et al. (2004) observou que a degradação ruminal in situ do N em
três horas de incubação foi mais rápida no Optigen
®
1200 que no farelo de soja,
o que é coerente ao pico mais tardio de NUP na dieta Controle, assumindo que
ocorre similaridade na proteção do N em Optigen
®
II e no Optigen
®
1200. Apesar
de não ter sido mensurado, o pico mais precoce de NUP pode ter sido associado
a maior concentração de amônia no sangue, uma explicação plausível para a
queda de consumo observada nos tratamentos com NNP.
O tratamento Optigen
®
II resultou em NUP similar à ureia até 8 h após a
alimentação matinal e similar ao Controle nos tempos 10 e 14 h (FIGURA 1). O
46
teor de NUL no Optigen
®
II foi similar ao Controle e inferior ao tratamento Ureia
(TABELA 2). A concentração de NUL entre tratamentos refletiu a frequência
diária de NUP acima de 22 mg dL
-1
(TABELA 5), e não refletiu o teor médio de
NUP ao longo do dia (FIGURA 1). Entre vacas, a correlação entre o NUP médio
e o NUL foi 0,70 (FIGURA 2).
FIGURA 2 Correlação entre o teor de N ureico no leite (NUL) e o teor de N
ureico no plasma (NUP) entre vacas nos tratamentos Optigen
®
II,
Controle ou Ureia. Y = 7,012 + 0,667 NUL. R
2
= 0,49.
O oferecimento matinal de alimentos induziu pico no teor de NUP,
enquanto a segunda alimentação diária não induziu resposta similar (FIGURA
1), mesmo com maior proporção do consumo entre 12 e 20 horas (TABELA 4).
O pH do rúmen pode ter sido um fator nesta resposta. O pH determina a forma
de absorção da amônia pelo epitélio, difusão simples da forma não protonada ou
absorção por canais de potássio da forma protonada (Reynolds & Kristensen,
2008). Em pH próximo da neutralidade, esperado em vacas leiteiras
imediatamente após o fornecimento matinal de dieta completa (Salvador et al.,
47
2008), predomina a forma não-protonada e lipofílica da amônia, com alta
velocidade de absorção (Abdoun et al., 2007), o que resultaria em maior fluxo de
amônia para o sangue após a primeira alimentação. Na segunda alimentação
diária o pH ruminal estaria circadianamente mais baixo, levando a menor
velocidade de absorção da amônia na forma protonada.
Outro mecanismo para a ausência de pico de NUP concomitantemente à
segunda alimentação diária seria a possibilidade de maior sincronismo entre a
liberação do nitrogênio dietético no rúmen e a degradação de carboidratos (Hall
& Huntigton, 2008). A partir de oito horas da primeira alimentação diária, em
vacas consumindo dieta completa de alta densidade energética, ocorre o
momento de máxima fermentação de carboidratos, a se julgar pelo pico na
concentração ruminal de ácidos graxos voláteis e no mínimo valor de pH diário
(Pereira & Armentano, 2000; Salvador et al., 2008). Maior velocidade de
crescimento e assimilação de N por microorganismos ruminais, acoplado a
menor pH do fluído, capaz de determinar a prevalência da forma protonada da
amônia, podem ter determinado um menor fluxo de amônia do rúmen para o
sangue no período da tarde.
Mesmo requerendo validação científica, em manejos alimentares
similares ao adotado neste experimento, evitar o fornecimento de fontes de NNP
na primeira alimentação diária pode reduzir a ocorrência de picos precoces de
NUP. Redução no NUP, e provavelmente na amônia plasmática (Sinclair et al.,
2000), pode ter efeito benéfico sobre a eficiência reprodutiva de vacas leiteiras
(Butler, 1998; Rhoads et al., 2006). Esta estratégia também pode resultar em uso
de NNP sem a queda observada no CMS, desejável em animais em balanço
negativo de energia, e pode aumentar a eficiência de uso do nitrogênio dietético.
Em contrapartida, o fornecimento concentrado de NNP na primeira alimentação
diária seria uma estratégia plausível caso o intuito seja limitar o consumo em
48
animais com alto balanço positivo de energia, visando obter ganho em conversão
alimentar ou evitar deposição excessiva de gordura corporal.
Houve tendência de ganho na conversão da proteína bruta ingerida em
leite no tratamento Optigen
®
II (TABELA 3). Resultado semelhante foi
observado por Galo et al. (2003) quando uréia de degradação lenta encapsulada
com polímero substituiu concentrados protéicos. Entretanto, o balanço de
nitrogênio não respondeu aos tratamentos (TABELA 6), similarmente ao
observado por Poos et al. (1979) e Galo et al. (2003). A substituição de proteína
de soja por NNP não resultou em aumento na perda de nitrogênio urinário e
fecal, sendo, portanto, similares ambientalmente.
TABELA 6 Balanço de nitrogênio de vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II,
Controle ou Ureia.
Optigen
®
II Controle Ureia EPM
1
P Trat
2
P 1
2
P 2
2
g d
-1
N consumido 553 570 558 5,7 0,13 0,05 0,16
N leite 147 149 148 1,6 0,82 0,54 0,71
N fecal 187 193 187 7,7 0,80 0,59 0,55
N urinário 146 153 156 6,9 0,59 0,48 0,75
N retido 72 74 68 11,6 0,91 0,91 0,68
% do N consumido
N no leite 26,6 26,1 26,4 0,38 0,70 0,41 0,63
N fecal 34,3 33,6 33,3 1,38 0,88 0,72 0,91
N urinário 26,6 26,9 28,3 1,30 0,64 0,84 0,48
N retido 12,5 13,3 11,2 2,06 0,90 0,79 0,65
1
EPM = Erro padrão das médias
2
Valor de probabilidade para os efeitos de tratamento (P Trat) e para os
contrastes 1) Optigen
®
II vs. Controle e 2) Ureia vs. Controle
Como vantagem ambiental, houve tendência de queda no volume diário
de urina nas dietas com NNP (TABELA 7), uma justificativa plausível para a
adoção destes alimentos em sistemas de produção de leite sujeitos a alta
49
regulação ambiental. A tendência de aumento do volume urinário no Controle
pode ter decorrido da maior ingestão de N neste tratamento (TABELA 6).
Reynal & Broderick (2005) encontraram redução no volume urinário e na
excreção de N com a redução da PDR da dieta. Maior consumo de N pode
induzir aumento no consumo e excreção de água pela urina (Bannink et al.,
1999; Broderick et al., 2008).
TABELA 7 Volume urinário, alantoína (Alan) e creatinina (Creat) de vacas
leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou Ureia.
Optigen
®
II Controle Ureia EPM
1
P Trat
2
P 1
2
P 2
2
L d
-1
Volume urinário 25,0 26,8 24,5 0,96 0,23 0,19 0,10
mmoles d
-1
Alan 122 121 122 14,5 0,99 0,93 0,96
Creat 106 112 118 7,5 0,52 0,57 0,57
mg L
-1
Alan 95,3 78,8 89,6 11,22 0,58 0,30 0,51
Creat 5,8 5,5 6,2 0,33 0,32 0,60 0,14
mg kg
-1
Creat/Peso vivo 0,19 0,20 0,21 0,013 0,49 0,55 0,56
Alan/Creat 1,23 1,14 1,07 0,146 0,73 0,64 0,75
1
EPM = Erro padrão das médias
2
Valor de probabilidade para os efeitos de tratamento (P Trat) e para os
contrastes 1) Optigen
®
II vs. Controle e 2) Ureia vs. Controle
A perda de N urinário foi menor que a perda de N fecal (TABELA 6),
coerente à estimativa de balanço de N gerada pelo CPM-Dairy (2009). A
estimativa gerada pelo modelo da excreção de N pela urina e da secreção de N
no leite, ambas ao redor de 26% do N ingerido, foram similares aos valores
observados. O valor para a proporção do N secretado no leite é similar ao valor
médio de 27% obtido na meta-análise de Chase (2008), envolvendo 334
tratamentos oriundos de 62 experimentos. Entretanto, a estimativa do modelo de
50
Cornell para a perda fecal foi ao redor de 42% do N ingerido, substancialmente
mais alta que o valor ao redor de 34% observado experimentalmente, o que
resultou em valor da retenção de N estimada pelo modelo inferior ao valor
mensurado. A retenção de N ao redor de 70 g d
-1
(TABELA 6), equivalente a
444 g de PB, parece ser uma superestimativa, considerando que a exigência
diária de PB líquida para ganho seria 35 g em um animal de 643 kg, com
condição corporal 3,5% e com ganho diário de peso de 300 g d
-1
(NRC, 2001),
valores médios observados no experimento.
A perda fecal de PB parece ter sido subestimada em 409 g d
-1
,
equivalente a 65,4 g de N. Acrescentando este valor à perda fecal média de N de
189 g (TABELA 6), a proporção do N ingerido excretado nas fezes, como
proporção das 560 g de consumo médio de N, seria equivalente a 45,4% e o N
retido representaria cerca de 1% do N ingerido, coerentes metabolicamente. A
perda fecal de N pode ter sido subestimada no experimento, talvez por
volatilização de compostos nitrogenados quando da desidratação das amostras
fecais em estufa, prévia à determinação do teor de N fecal.
A perda fecal de N foi mais importante que a perda urinária. Tamminga
(1992) relata que nas condições da Holanda, onde pastagens temperadas com
conteúdo elevado de N são utilizadas como ingrediente dietético, a proporção do
N ingerido perdido na urina seria ao redor de 50,3%, a perda fecal seria ao redor
de 28,6% e o N incorporado no leite seria ao redor de 18,9%, bem distinto dos
valores observados e preditos pelo CPM-Dairy (2009) para as dietas
experimentais. A diferença nas estimativas pode ser decorrência da diferença
nas forrageiras utilizadas, pastagem temperada comparativamente à silagem de
milho. Ambientalmente, maior proporção do N ingerido como perda urinária em
vez de fecal é indesejável pela rápida conversão da ureia em amônia e óxido
nitroso (Marini & Amburgh, 2005).
51
Entre vacas, as correlações entre a proporção do N ingerido secretado
no leite foi 0,81 com a Eficiência 2, foi 0,73 com a Eficiência 3, foi 0,64 com a
Eficiência 1 e foi 0,65 com o Mérito Leiteiro, calculado dividindo a secreção
diária de energia no leite pelo peso vivo elevado a 0,75. Entretanto, a correlação
entre Mérito Leiteiro e as três eficiências com a proporção do N ingerido
perdido na urina foram não significativas e próximas de zero. Vacas mais
capazes de secretar energia no leite proporcionalmente à exigência de energia
para mantença, à energia digerida ou ao alimento consumido também foram
mais eficientes na utilização do N ingerido.
Não foi detectado efeito de tratamento sobre a digestibilidade aparente
de nutrientes no trato digestivo total (TABELA 8), sobre o consumo de energia
mensurado pelo CMOD (TABELA 2) ou sobre a eficiência de utilização da
energia digerida (Eficiência 3) (TABELA 3). Diferenças no fluxo de nitrogênio
do rúmen, de ocorrência provável a se julgar pelo teor de NUP ao longo do dia
(FIGURA 1), não se refletiram na função digestiva. A ausência de efeito de
tratamento sobre a síntese de proteína microbiana, estimada tanto pela excreção
diária de alantoína na urina como pela relação entre alantoína e creatinina
(TABELA 7), também suportam esta conclusão, similar ao observado por Galo
et al. (2003) e Brito & Broderick (2007) quando também avaliaram a
substituição de concentrados proteicos por NNP. A extensa reciclagem de
nitrogênio em ruminantes é uma explicação plausível para a ausência de resposta
em função digestiva à atuação sobre o sincronismo entre a digestão de proteína e
a de carboidratos (Lapierre & Lobley, 2001; Reynolds & Kristensen, 2008).
A correlação entre a excreção diária de alantoína na urina e a relação
entre o teor urinário de alantoína e o de creatinina foi 0,80, ocorrendo maior
dispersão de pontos quando a estimativa de fluxo de proteína microbiana foi alta
por este método (FIGURA 3). Variação na excreção de alantoína e creatinina ao
longo do dia não seria uma explicação plausível para a perda de precisão em alto
52
valor dos marcadores, já que as análises foram realizadas em amostras
compostas de urina representando toda a micção diária, e não em amostras do
tipo spot (Shingfield & Offer, 1998). A excreção de creatinina por unidade de
peso vivo foi constante e independente da fonte de N (TABELA 7).
TABELA 8 Digestibilidade aparente de nutrientes no trato digestivo total de
vacas leiteiras nos tratamentos Optigen
®
II, Controle ou Ureia.
Optigen
®
II Controle Ureia EPM
1
P Trat
2
P 1
2
P 2
2
% do consumido
DMS
3
68,2 68,8 68,8 1,84 0,92 0,72 0,98
DMO
3
71,1 71,3 71,6 1,07 0,96 0,89 0,87
DFDN
3
45,0 46,6 47,5 2,45 0,76 0,64 0,79
DMOnFDN
3
88,3 88,2 88,6 0.59 0,86 0,84 0,59
1
EPM = Erro padrão das médias
2
Valor de probabilidade para os efeitos de tratamento (P Trat) e para os
contrastes 1) Optigen
®
II vs. Controle e 2) Ureia vs. Controle
3
Digestibilidade aparente da matéria seca (DMS), da matéria orgânica (DMO),
da fibra em detergente neutro (DFDN) e da matéria orgânica não-fibrosa
(DMOnFDN)
53
FIGURA 3 Correlação entre a excreção diária de alantoína em mmoles por dia e
a relação entre alantoína e creatinina (A/C) na urina nos tratamentos
Optigen
®
II, Controle ou Ureia. Excreção de alantoína mmoles por
dia = 24,84+ 82,60A/C. r
2
=0,63.
54
CONCLUSÕES
A substituição de farelo de soja por polpa cítrica e NNP, em dietas
capazes de suprir a demanda teórica de aminoácidos essenciais metabolizáveis,
houve tendência de aumento na eficiência alimentar, por resultar em mesma
produção de leite em um menor consumo de matéria seca. Entretanto, a uréia
encapsulada não aumentou o teor de NUL comparativamente à ureia.
Pico de NUP mais precoce após a alimentação matinal foi relacionado à
queda no consumo, enquanto alta frequência de altos teores de NUP ao longo do
dia foi relacionada à maior teor de NUL entre tratamentos.
A atuação sobre a forma do nitrogênio alimentar não determinou a
digestibilidade de nutrientes no trato digestivo total, a síntese de proteína
microbiana no rúmen ou o balanço de N.
A substituição parcial do N em farelo de soja por NNP foi adequada
ambientalmente.
55
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