Modelos matemáticos na nutrição de ruminantes

Modelos matemáticos podem ser utilizados para melhorar a performance, reduzir os custos de produção, e minimizar a exceção de nutrientes através de melhores estimativas da exigência e utilização de alimentos em vários cenários produtivos. Modelos matemáticos podem ser classificados em cinco ou mais categorias dependendo da sua natureza. Um dos maiores problemas na construção de modelos matemáticos é o nível de agregação das equações. Os passos mais importantes são o estabelecimento do propósito do modelo, determinação da melhor combinação de equações empíricas e teóricas para representar das funções fisiológicas dado a disponibilidade de banco de dados, informações tipicamente encontradas a nível de campo, e os benefícios e riscos associados com o uso do modelo na produção animal. Nesse artigo são discutidos cinco sistemas de alimentação padrão de ruminantes mais utilizados atualmente. Eles compartilham de conceitos de exigência e disponibilidade de energia e nutrientes, mas diferem na estrutura e como esses conceitos são abordados. Modelos animais podem ser utilizados para vários propósitos, entre eles uma simples descrição de observações, estimativa de respostas à diferentes manejos, e caracterização de mecanismos biológicos. Dependendo dos objetivos, várias alternativas podem ser utilizadas na construção do modelo matemático, entre elas, equações algébricas simples, equações de relação puramente estatísticas, ou até modelos mecanicistas e dinâmicos. Esse último favorece o uso da quantidade crescente de informações cientificas relacionadas à biologia animal. O desenvolvimento contínuo desses tipos de modelos juntamente com as inovações computacionais e de softwares permitem avanços na forma de uso dos conhecimentos fundamentais de nutrição animal de forma que a produção animal possa ser melhor explorada ao mesmo tempo reduzindo-se o impacto ambiental.Mathematical models can be used to improve performance, reduce cost of production, and reduce nutrient excretion by accounting for more of the variation in predicting requirements and feed utilization in each unique production situation. Mathematical models can be classified into five or more categories based on their nature and behavior. Determining the appropriate level of aggregation of equations is a major problem in formulating models. The most critical step is to describe the purpose of the model and then to determine the appropriate mix of empirical and mechanistic representations of physiological functions, given development and evaluation dataset availability, inputs typically available and the benefits versus the risks of use associated with increased sensitivity. We discussed five major feeding systems used around the world. They share common concepts of energy and nutrient requirement and supply by feeds, but differ in structure and application of the concepts. Animal models are used for a variety of purposes, including the simple description of observations, prediction of responses to management, and explanation of biological mechanisms. Depending upon the objectives, a number of different approaches may be used, including classical algebraic equations, predictive empirical relationships, and dynamic, mechanistic models. The latter offer the best opportunity to make full use of the growing body of knowledge regarding animal biology. Continuing development of these types of models and computer technology and software for their implementation holds great promise for improvements in the effectiveness with which fundamental knowledge of animal function can be applied to improve animal agriculture and reduce its impact on the environment

Desenvolvimento e avaliação de uma biblioteca de alimentos tropicais para o modelo "Sistema de Carboidrato e Proteína Líquidos" da Universidade de Cornell

The Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) model has been increasingly used in tropical regions for dairy and beef production. However, the lack of appropriate characterization of the feeds has restricted its application. The objective of this study was to develop and evaluate a feed library containing feeds commonly used in tropical regions with characteristics needed as inputs for the CNCPS. Feed composition data collected from laboratory databases and from experiments published in scientific journals were used to develop this tropical feed library. The total digestible nutrients (TDN) predicted at 1x intake of maintenance requirement with the CNCPS model agreed with those predicted by the Weiss et al. (1992) equation (r² of 92.7%, MSE of 13, and bias of 0.8%) over all feeds. However, the regression r² of the tabular TDN values and the TDN predicted by the CNCPS model or with the Weiss equation were much lower (58.1 and 67.5%, respectively). A thorough comparison between observed and predicted TDN was not possible because of insufficient data to characterize the feeds as required by our models. When we used the mean chemical composition values from the literature data, the TDN predicted by our models did not agree with the measured values. We conclude using the TDN values calculated using the Weiss equation and the CNCPS model that are based on the actual chemical composition of the feeds result in energy values that more accurately represent the feeds being used in specific production situations than do the tabular values. Few papers published in Latin America journals that were used in this study reported information need by models such as the CNCPS.O uso do Sistema de Carboidrato e Proteina Líquidos da Universidade de Cornell (CNCPS) tanto para produção de leite como carne tem aumentado durante o últimos anos nas regiões tropicais. Entretanto, a falta de uma caracterização adequada de alimentos tem restringido o seu uso corretamente. Esse trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento e a avaliação de uma tabela de composição de alimentos utilizados nas condições tropicais. Os dados da composição desses alimentos foram baseados nas informações necessárias para o uso do modelo CNCPS desenvolvido pela Universidade de Cornell, USA. A composição desses alimentos foi obtida através de análises realizadas em laboratórios e de experimentos publicados em revistas científicas. Os nutrientes digestíveis totais (NDT) estimados através da composição de carboidratos e proteina dos alimentos pela equação de Weiss et al. (1992) e pelo modelo CNCPS foram comparados com os valores da tabela. O NDT estimado ao nível de mantença (1x) com o modelo CNCPS obteve valores próximos aos estimados pela equação de Weiss et al. (1992) (r² = 92.7% e bias = 0.8%). Entretanto, o r² da regressão entre os valores de NDT da tabela e o estimado pelo CNCPS e por Weiss foram menores (58.1 e 67.5%, respectivamente). Uma comparação completa entre os valores observados e preditos não foi possível devido a falta de caracterização dos alimentos conforme necessário pelos modelos testados. Quando os valores médios de literatura foram utilizados, a correlação entre o NDT estimado e o observado foi muito baixa. Concluímos que os valores de NDT estimados por Weiss e modelo CNCPS fornecem melhores estimativas de NDT do que os valores de tabela. A maioria dos trabalhos publicados que foram avaliados nesse estudo raramente incluíam informações necessárias para modelos como o CNCPS

Estimativa do consumo de forragem em vacas mestiças lactantes usando óxido crômico e n-alcanos como marcadores externos

The n-alkanes have been used to estimate forage dry matter intake, digestibility and the diet composition in grazing animals. The objective this study was to compare chromium oxide and n-alkanes techniques used to estimate forage intake. Twenty lactating dual-purpose cows receiving two sources of fat (treatments: conjugated linoleic acid (CLA) or Megalac (control)) plus 4 kg of concentrate were dosed with n-alkanes and chromium oxide to estimate the intake of stargrass (Cynodon nlemfüensis Vanderyst var. nlemfüensis). The in vitro dry matter (DM) digestibility of the stargrass and concentrate were used to estimate the nutritive value of the digesta. The n-alkanes between C23 and C36 were quantified in the digesta and feces. The regression between metabolizable energy requirement (MEr, Mcal d-1) and supply derived from forage DM intake estimated using chromium oxide was ME IntakeCr = 19.1 + 0.62 MEr (R² = 0.27) and the same relationship estimated using C35:C36 n-alkane ratio was ME IntakeC35:C36 = 9.3 + 0.77 MEr (R² = 0.52). There was a treatment effect on fecal concentration of chromium oxide with daily and period variations. For the n-alkane technique, treatment and period effects and a linear effect of day of collection on the fecal concentrations of C35 were found. For C36 fecal concentrations, there was a treatment effect and a quadratic effect of collection day. There was no treatment effect on the fecal concentration of the C35:C36 ratio, but a period effect and a linear effect of day of collection were found. Estimates of daily intake using the two markers were different, but those obtained using the C35:C36 pair of n-alkanes were more precise than those obtained using chromium oxide and in vitro digestibility. Management of experimental animals could have influenced the concentration of markers in the feces, determining variations and inconsistencies that partially explain the inaccuracy of the estimates.Os n-alcanos têm sido utilizados para estimar o consumo de matéria seca, a digestibilidade e a composição da dieta de animais em pastejo. O objetivo desse estudo foi comparar as técnicas de óxido crômico e n-alcanos usadas para estimar o consumo de forragem. Vinte vacas lactantes cruzas Holandês × Gir recebendo duas fontes de gordura (tratamentos: CLA (ácido linoleico conjugado) ou Megalac (controle)) mais 4 kg de concentrado foram dosadas com n-alcanos e óxido crômico para estimar o consumo de estrela-africana (Cynodon nlemfüensis Vanderyst var. nlemfüensis). A digestibilidade in vitro da matéria seca da estrela africana e do concentrado foi usada para estimar o valor nutritivo da dieta. Foram quantificados n-alcanos entre C23 e C36 na dieta e fezes. A regressão entre exigência e o consumo de energia metabolizável (EMr, Mcal d-1) derivada da matéria seca da forragem calculada usando óxido de cromo foi ConsumoCr = 19,1 + 0,62 EMr (R² = 0,27) e a mesma relação estimada usando a relação C35:C36 de n-alcanos foi ConsumoC35:C36 = 9,3 + 0,77 EMr (R² = 0,52). Houve efeito de tratamento na concentração fecal de óxido de cromo com variação diária e entre turnos. Para técnica de n-alcanos, houve efeito de tratamento e período e efeito linear de dia de coleta nas concentrações fecais do C35. Para as concentrações fecais do C36, houve efeito de tratamento e um efeito quadrático de dia de coleta. Não houve efeito de tratamento na concentração fecal da relação C35:C36, mas houve efeito de turno e efeito linear de dia de coleta. As estimativas do consumo de forragem obtidas com os dois marcadores foram diferentes, mas aquela obtida com o par de alcanos C35:C36 foi mais precisa que aquela obtida com o óxido crômico e a digestibilidade in vitro. O manejo dos animais experimentais pode ter influenciado a concentração dos marcadores nas fezes, determinando variações e inconsistências que explicam parcialmente a falta de acurácia das estimativas

Efeito da suplementação com concentrado no ganho de peso de bovinos d raça Guzerá e de seus cruzamentos, manejados em pastagens

O presente trabalho analisou o efeito da suplementação no ganho de peso após a desmama, de bovinos da raça Guzerá e de seus cruzamentos com Pardo Suíço (PS), Nelore (NE), Chianina (CH) e Caracu (CA). Foram utilizados 140 animais, sendo 53 no experimento 1 e 87 no experimento 2 com a seguinte composição genética: experimento 1 – GU; 3/4GU1/4PS e 1/2NE1/4PS1/4GU; experimento 2 – GU; 3/4GU1/4PS; 1/2NE1/4PS1/4GU; 1/2CH1/4PS1/4GU; 1/2CA1/2GU; e ½CA¼PS¼GU. Os animais entraram nos experimentos após a desmama no final do período das águas de 1978 e 1979, respectivamente, experimentos 1 e 2 e foram abatidos no final do período das águas, após dois anos de experimento. No experimento 1, os tratamentos foram sem suplementação (S1) e suplementados na primeira seca pós-desmama (S2), a suplementação constou de 0,5 kg de farelo de soja/animal /dia. No experimento 2, os animais não receberam suplementação (S1), foram suplementados nas secas (S2) e suplementados o ano todo (S3), a suplementação constou do fornecimento de 1,5 kg/animal/dia de concentrado contendo 17,5% de proteína bruta na matéria seca. O tratamento S3 foi oferecido somente aos genótipos GU; 3/4GU1/4PS; e 1/2NE1/4PS1/4GU. A análise estatística foi conduzida usando medidas repetidas com ajuste polinomial. A relação linear entre peso e idade foi o melhor ajuste polinomial (P < 0,01) durante o período analisado. O genótipo GU apresentou o menor peso (P < 0,05) em todas as fases analisadas. No experimento 1, o efeito da suplementação foi significativo ao final do período de suplementação e ao abate (P < 0,05). A regressão multivariada linear foi a que melhor descreveu o efeito da suplementação. No experimento 2, houve efeito de grupos genéticos (P < 0,05) e tratamentos (P < 0,05). Os animais GU apresentaram menor peso ao abate (454 kg) quando comparados com os cruzados 1/2CA1/2GU (530 kg). A suplementação durante o ano todo (S3) aumentou peso e diminuiu a idade ao abate, mas não diferiu do tratamento com suplementação (S2)

Efeito da suplementação durante o período de seca ou o ano todo na performance reprodutiva e no peso corporal de fêmeas Guzerá e seus cruzamentos pastejando capim colonião (Panicum maximum Jacq.)

As taxas de parição e de repetição de cria de 137 fêmeas primíparas da raça Guzerá (GU) e seus cruzamentos com Pardo Suíço (PS), Nelore (NE), Chianina (CH) e Caracu (CA) (3/ 4GU1/4PS, 1/2NE1/4PS1/4GU, 1/2PS1/2GU, 1/2CH1/4PS1/4GU, 1/2CA1/2GU, 1/2CA1/ 4PS1/4GU) foram estudadas em dois experimentos (1 e 2). Os tratamentos aplicados foram fêmeas não suplementadas (S1), suplementadas durante o período de seca (S2) e suplementadas durante o ano todo (S3). Foram analisados os pesos em jejum (PVj) iniciais e finais da estação de cobrição (EC), o peso ao parto e as taxas na primeira parição e na parição subsequente, durante dois anos consecutivos. Houve um efeito positivo de suplementação nas taxas de parição (P(X2) < 0,09), ou seja, a freqüência de parição aumentou de 42 para 62% para as fêmeas que receberam suplementação durante o período das secas. A taxa de repetição de cria foi maior para as fêmeas que receberam suplementação durante o ano todo em comparação àquelas que receberam apenas durante o periodo das secas (70 vs 50%, respectivamente). As fêmeas GU tiveram menor PVj no início do experimento (P < 0,05). No experimento 1, o PVj no início da EC foi menor para as fêmeas sem suplementação (P < 0,05). As fêmeas GU e 1/2CH1/4PS1/4GU apresentaram menor PVj no início e final da EC e ao parto (P < 0,05), em relação às fêmeas 1/2NE1/4PS1/4GU. No experimento 2, houve interação entre suplementação e EC para o peso no início da EC (P < 0,06). Concluímos que existe um efeito significativo da época de suplementação na performance reprodutiva e no ganho de peso de fêmeas GU e seus cruzamentos com NE, CA, PS, e CH

Efeito da suplementação durante o período de seca ou o ano todo na performance reprodutiva e no peso corporal de fêmeas Guzerá e seus cruzamentos pastejando capim colonião (Panicum maximum Jacq.)

As taxas de parição e de repetição de cria de 137 fêmeas primíparas da raça Guzerá (GU) e seus cruzamentos com Pardo Suíço (PS), Nelore (NE), Chianina (CH) e Caracu (CA) (3/ 4GU1/4PS, 1/2NE1/4PS1/4GU, 1/2PS1/2GU, 1/2CH1/4PS1/4GU, 1/2CA1/2GU, 1/2CA1/ 4PS1/4GU) foram estudadas em dois experimentos (1 e 2). Os tratamentos aplicados foram fêmeas não suplementadas (S1), suplementadas durante o período de seca (S2) e suplementadas durante o ano todo (S3). Foram analisados os pesos em jejum (PVj) iniciais e finais da estação de cobrição (EC), o peso ao parto e as taxas na primeira parição e na parição subsequente, durante dois anos consecutivos. Houve um efeito positivo de suplementação nas taxas de parição (P(X2) < 0,09), ou seja, a freqüência de parição aumentou de 42 para 62% para as fêmeas que receberam suplementação durante o período das secas. A taxa de repetição de cria foi maior para as fêmeas que receberam suplementação durante o ano todo em comparação àquelas que receberam apenas durante o periodo das secas (70 vs 50%, respectivamente). As fêmeas GU tiveram menor PVj no início do experimento (P < 0,05). No experimento 1, o PVj no início da EC foi menor para as fêmeas sem suplementação (P < 0,05). As fêmeas GU e 1/2CH1/4PS1/4GU apresentaram menor PVj no início e final da EC e ao parto (P < 0,05), em relação às fêmeas 1/2NE1/4PS1/4GU. No experimento 2, houve interação entre suplementação e EC para o peso no início da EC (P < 0,06). Concluímos que existe um efeito significativo da época de suplementação na performance reprodutiva e no ganho de peso de fêmeas GU e seus cruzamentos com NE, CA, PS, e CH

Efeito da suplementação com concentrado no ganho de peso de bovinos d raça Guzerá e de seus cruzamentos, manejados em pastagens

O presente trabalho analisou o efeito da suplementação no ganho de peso após a desmama, de bovinos da raça Guzerá e de seus cruzamentos com Pardo Suíço (PS), Nelore (NE), Chianina (CH) e Caracu (CA). Foram utilizados 140 animais, sendo 53 no experimento 1 e 87 no experimento 2 com a seguinte composição genética: experimento 1 – GU; 3/4GU1/4PS e 1/2NE1/4PS1/4GU; experimento 2 – GU; 3/4GU1/4PS; 1/2NE1/4PS1/4GU; 1/2CH1/4PS1/4GU; 1/2CA1/2GU; e ½CA¼PS¼GU. Os animais entraram nos experimentos após a desmama no final do período das águas de 1978 e 1979, respectivamente, experimentos 1 e 2 e foram abatidos no final do período das águas, após dois anos de experimento. No experimento 1, os tratamentos foram sem suplementação (S1) e suplementados na primeira seca pós-desmama (S2), a suplementação constou de 0,5 kg de farelo de soja/animal /dia. No experimento 2, os animais não receberam suplementação (S1), foram suplementados nas secas (S2) e suplementados o ano todo (S3), a suplementação constou do fornecimento de 1,5 kg/animal/dia de concentrado contendo 17,5% de proteína bruta na matéria seca. O tratamento S3 foi oferecido somente aos genótipos GU; 3/4GU1/4PS; e 1/2NE1/4PS1/4GU. A análise estatística foi conduzida usando medidas repetidas com ajuste polinomial. A relação linear entre peso e idade foi o melhor ajuste polinomial (P < 0,01) durante o período analisado. O genótipo GU apresentou o menor peso (P < 0,05) em todas as fases analisadas. No experimento 1, o efeito da suplementação foi significativo ao final do período de suplementação e ao abate (P < 0,05). A regressão multivariada linear foi a que melhor descreveu o efeito da suplementação. No experimento 2, houve efeito de grupos genéticos (P < 0,05) e tratamentos (P < 0,05). Os animais GU apresentaram menor peso ao abate (454 kg) quando comparados com os cruzados 1/2CA1/2GU (530 kg). A suplementação durante o ano todo (S3) aumentou peso e diminuiu a idade ao abate, mas não diferiu do tratamento com suplementação (S2)