Avaliação da variabilidade entre animais e de protocolos de incubação em estudos de degradação in situ em bovinos | Evaluation of the variability among animals and incubation protocols for in situ degradation studies in cattle

Objetivou-se avaliar a variabilidade entre animais com relação à taxa de degradação da fração insolúvel potencialmente degradável da matéria seca (MS), proteína bruta (PB) e fibra em detergente neutro (FDN) e estabelecer o número mínimo de animais e um perfil padronizado de tempos de incubação para ensaios de degradação ruminal in situ com bovinos para alimentos produzidos em condições tropicais. Foram avaliadas três forragens e quatro concentrados, respectivamente: cana-de-açúcar in natura, silagem de milho, feno de capim Tifton 85, farelo de soja, milho grão, casca de soja e farelo de algodão. Foram utilizadas cinco novilhas Nelore, com peso corporal inicial médio de 328±9,8 kg, fistuladas no rúmen, alimentadas ad libitum com dieta basal composta por feno de capim Tifton 85 e concentrado comercial, com relação volumoso:concentrado de 80:20 com base na MS. Foram conduzidas sequencialmente três baterias de incubação, nas quais foram avaliados os alimentos de acordo com a seguinte disposição: bateria 1 – cana-de-açúcar, silagem de milho e feno de Tifton 85; bateria 2 – farelo de soja e milho grão; e bateria 3 – farelo de algodão e casca de soja. Em cada bateria todos os alimentos foram incubados em todos os animais. Os sacos para incubação foram confeccionados em tecido náilon (porosidade 50 μm). Os alimentos foram processados em moinho de facas com peneira de porosidade 2 mm e acondicionados nos sacos na proporção de 20 mg de MS por cm 2 de superfície. Os tempos de incubação utilizados foram: 0, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36, 48, 72, 96, 120, 144, 168 e 240 horas, para as amostras de forragem; e 0, 3, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 48, 72, 96, 120 e 144 horas, para amostras de concentrado. Os resíduos da incubação das amostras de forragem foram analisados quanto aos teores de MS e FDN e os resíduos de incubação das amostras de concentrado foram analisados quanto teores de MS e PB. Os perfis de degradação foram interpretados por modelos não lineares fixos ou mistos, nos quais considerou-se a influência aleatória de animais sobre a taxa de degradação da fração insolúvel potencialmente degradável. Posteriormente, os modelos foram ajustados considerando- se todas as combinações possíveis dos animais experimentais em grupos de quatro, três e dois animais, buscando-se verificar qual o número mínimo de animais a serem utilizados para ensaios de incubação in situ. Os perfis foram comparados no tocante ao comportamento das estimativas das taxas de degradação e das variâncias entre animais sobre a taxa de degradação e variância residual, utilizando-se como referência o ajustamento com todos os animais (n = 5). Posteriormente, modelos foram ajustados aos dados de degradação para cada alimento e cada componente em sua forma completa (com todos os tempos de incubação) e sob diferentes formas reduzidas (diferentes combinações de tempos) de forma a definir o número mínimo e o posicionamento dos pontos para que os perfis sejam ajustados sem comprometimentos da exatidão e precisão das estimativas dos parâmetros dos modelos. As análises estatísticas foram realizadas por intermédio dos procedimentos NLIN e NLMIXED do SAS 9.4. O ajustamento por modelo fixo ou misto conduziu a estimativas similares (P>0,34) das taxas de degradação. Contudo com a consideração da variação aleatória entre animais sobre a taxa de degradação, verificou-se redução da variância residual sobre as frações degradadas da MS e PB ou frações não degradadas da FDN variando de 11,9 a 46,7%. A variação no número de animais não afetou drasticamente as estimativas médias de taxa de degradação, variância entre animais sobre a taxa de degradação e variância residual, porém o que se observou foi que com menor número de animais, ampliou-se a dispersão das estimativas das características avaliadas, com a observação de valores com grande afastamento das estimativas médias considerando-se todas as possíveis combinações entre animais. A utilização de três animais é recomendada pela minimização do risco da influência de efeitos aleatórios extremos de animal sobre a taxa de degradação. O esquema de mínimo de incubação sugerido para estudos de degradação da MS e da PB de concentrados deve se basear nos tempos: 0, 3, 6, 12, 24, 30, 48, 72 e 96 horas. Para o estudo da degradação da MS de forragens, os tempos de incubação sugeridos são: 0, 3, 6, 12, 24, 30, 48, 72 e 120 horas. A avaliação do perfil de degradação da FDN de forragens deve seguir os tempos de incubação obtidos para o estudo da degradação da MS, acrescido do tempo 240 horas.

The aim of this work was to evaluate the variability among animals with regard the degradation rate of the potentially degradable insoluble fraction of dry matter (DM), crude protein (CP), and neutral detergent fiber (NDF) and to establish the minimum number of animals as well as to provide a standardized profile of incubation times for ruminal in situ degradation assays with cattle for feeds produced in the tropics. Seven feeds were evaluated, being three forages – sugarcane, corn silage, and Tifton 85 hay – and four concentrates – soybean meal, ground corn, soybean hulls, and cottonseed meal. Five ruminally cannulated Nellore heifers, averaging 328±9.82 kg of with mean initial body weight, had ad libitum access to a basal diet composed by Tifton 85 hay and commercial concentrate in a ratio of 80:20 on DM basis. The samples were arranged into three sequential groups for incubation: group 1 – sugarcane, corn silage, and Tifton 85 hay; group 2 – soybean meal and ground corn; group 3 – soybean hulls and cottonseed meal. In each group, all samples were incubated into all animals. Nylon bags (50-μm porosity) were individually identified and used in this study. The feeds were ground in a knife mill to pass through a 2-mm screen sieve and placed into the nylon bags (20 mg DM per cm2 of surface). The incubation times were: 0, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36, 48, 72, 96, 120, 144, 168, and 240 h for forage samples; and 0, 3, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 48, 72, 96, 120, and 144 h for concentrates samples. The incubation residues of forages were analyzed with regard DM and NDF contents whereas the incubation residues of concentrates were analyzed regarding DM and CP contents. The degradation profiles were interpreted by using fixed or mixed nonlinear models, where the random influence of animals on the degradation rate of potentially degradable insoluble fraction was considered. Additionally, models were adjusted considering all possible combinations of experimental animals using groups of four, three, and two animals aiming to verify the minimal number of animals to be used for in situ incubation assays. The profiles were compared regarding the estimates of degradation rates, variances among animals on the degradation rate, and residual variance by using as reference the adjustment with all animals (n = 5). Moreover, models were adjusted to data of degradation for each feed and each component using all incubation time and different reduced schemes (different combination of incubation times) aiming to define the minimal number and disposition of incubation times to adjust profiles without compromising accuracy and precision of the estimates of the model parameters. Statistical analyses were performed by using the NLIN and NLMIXED procedures of SAS 9.4. The adjustment by fixed or mixed models led to similar estimates (P>0.34) of degradation rates. However, considering the random variation among animals on the degradation rate, there was a decreasing of the residual variance on the DM and CP degraded fractions or NDF undegraded fractions ranging from 11.9 to 46.7%. The variation in the number of animals did not drastically affect the average estimates of degradation rates, variance among animals on the degradation rate, and residual variance. However, it was observed that smaller number of animals increased the dispersion of the estimates of the characteristics, with the observation of values with great deviations from the average estimates obtained considering all possible combinations among animals. The use of three animals is recommended by minimizing the risk of the influence of extreme random animal effects on the degradation rate. The minimal incubation scheme suggested for the degradation studies of DM and CP of concentrates is based on the times: and 0, 3, 6, 12, 24, 30, 48, 72, and 96 h. For the degradations studies of forages, the suggested incubation times are: 0, 3, 6, 12, 24, 30, 48, 72, and 120 h. The evaluation of degradation profiles of the NDF of forage should follow the incubation times recommended for the study of DM degradation, including an incubation point at 240 hours.

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