Baixe Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras e outras Notas de estudo em PDF para Medicina Veterinária, somente na Docsity! CC Pocumentos ISSN 1517 - 5111 Outubro, 2007 Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras ISSN 1517-5111 Outubro, 2007 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa Cerrados Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento Documentos Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras Roberto Guimarães Júnior Luiz Gustavo Ribeiro Pereira Thierry Ribeiro Tomich Lúcio Carlos Gonçalves Francisco Duarte Fernandes Luís Gustavo Barioni Geraldo Bueno Martha Júnior Embrapa Cerrados Planaltina, DF 2007 Lúcio Carlos Gonçalves Eng. Agrôn., D.Sc. Escola de Veterinária da Universidade Federal de Minas Gerais Av. Antônio Carlos, 6627 30123-970, Belo Horizonte, MG luciocgOvet.ufmg.br Francisco Duarte Fernandes Eng. Agrôn., M.Sc. Embrapa Cerrados duarte(Qcpac.embrapa.br Luís Gustavo Barioni Eng. Agrôn., D.Sc. Embrapa Cerrados barioniOcpac.embrapa.br Geraldo Bueno Martha Júnior Eng. Agrôn., D.Sc. Embrapa Cerrados gbmarthaQcpac.embrapa.br Apresentação Nos sistemas de produção leiteiros, a alimentação do rebanho é sabidamente um dos itens do custo de produção de maior representatividade. Portanto, estratégias que viabilizem a formulação de dietas mais baratas e que possam manter ou proporcionar ganhos em produtividade são de grande utilidade para o setor pecuário. Nesse sentido, a utilização da uréia em dietas de ruminantes apresenta grande aplicabilidade. Este documento aborda questões relacionadas ao fornecimento da uréia na alimentação de vacas leiteiras. Ao longo do texto, são discutidos, em detalhes, como a uréia é metabolizada pelo animal, as formas de sua utilização na dieta, bem como resultados experimentais de desempenho de vacas alimentando-se desse composto nitrogenado não-protéico. As orientações técnicas deste trabalho são práticas e fornecem subsídios para utilização de forma eficiente e segura dessa tecnologia. Roberto Teixeira Alves Chefe-Geral da Embrapa Cerrados Sumário Introdução ........... Características Químicas Metabolismo da Uréia . Eficiência de Utilização de Compostos Nitrogenados e Produção de Proteína Microbiana Formas de Utilização na Dieta e Desempenho Animal Toxicidade ............... sis reseeereeeaaeaeanaaeaaaaacanaaaeaaaaaeaaennss 25 Conclusões ............. iii sseeeeeeaeaaatanaaeeeaareranaaeaaeaaearenananaa 26 Referências............. ss... reetrreereneeereeeeeaeaanenenaaaenanareeaas 27 Abstract... sl. reeesreeereneereeaarananaanaaaaaceanaeasaraearanass 33 Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras 11 qual, sob determinada pressão e temperatura, é decomposto em uréia e água. A partir daí, ocorre o processo de purificação, pois permanecem no reator a uréia, o carbamato de amônia, a água e o excesso de amônia. A mistura passa através de torres separadoras de alta e baixa pressão, a vácuo, onde se obtém uma solução água-uréia. Os gases NH,, CO, e a água que saem da seção de purificação são absorvidos na seção de recuperação, retornando para o reator como solução de reciclo (PENTREATH, 2005). Na Tabela 1, verifica-se a composição química da uréia brasileira. Vale ressaltar que a pequena quantidade de ferro e chumbo encontrada em sua composição não é considerada tóxica para os animais. Tabelat . Composição química da uréia encontrada no Brasil. Compostos Concentração ( %) Nitrogênio 46,4 Biureto 0,55 Água 0,25 Amônio livre 0,008 Cinzas 0,003 Ferro e chumbo 0,003 Fonte: Santos et al. (2001 Teoricamente, o fornecimento de 100 g de uréia na dieta do ruminante resultaria em produção de cerca de 290 g de proteína bruta de origem microbiana. Isso ocorre em virtude da alta percentagem de nitrogênio na composição da uréia pecuária - destinada ao consumo animal - e do emprego do fator 6,25 para cálculo do conteúdo de proteína bruta. Esse fator foi obtido partindo do pressuposto que, em média, as proteínas possuem 16 % de nitrogênio. Assim, a divisão de cem por essa média (16 %) resultou em 6,25. Dessa maneira, a utilização desse fator multiplicando o conteúdo de nitrogênio da uréia pecuária (de 42 % a 46,7 %) resulta em valores variando de 262,5 % a 291,9 % em equivalente protéico. 12 Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras Metabolismo da Uréia A degradação dos compostos nitrogenados é um processo múltiplo, envolvendo solubilização, hidrólise extracelular, transporte para o interior da célula, deaminação e formação de produtos finais, como amônia, ácidos graxos voláteis (AGV), CO, e metano (OWENS; ZINN, 1988; RUSSEL et al., 1991). Os principais microrganismos responsáveis pela degradação dos compostos nitrogenados no rúmen são as bactérias, embora os protozoários também atuem no processo por um mecanismo de ação diferenciado (pela ingestão de pequenas partículas alimentares e bactérias). Apesar de também deaminarem aminoácidos (AA), os protozoários não são capazes de utilizar a amônia para a síntese protéica. Ademais, em virtude da pequena taxa de passagem desses microrganismos, eles contribuem pouco para o fluxo de proteína microbiana para o intestino (SANTOS, 2006). Ao chegar ao rúmen, a uréia é rapidamente desdobrada em amônia e CO, pela ação da urease microbiana. A amônia pertence à classe de substâncias denominadas eletrólitos fracos e, em solução, suas formas ionizada (NH,) e não-ionizada (NH,) estão em equilíbrio. No entanto, as suas respectivas concentrações dependem do pH e da temperatura (VISEK, 1968). Na Tabela 2, pode-se verificar que pequenos aumentos de pH acima de 7 provocam grandes aumentos na proporção de amônia na forma não- ionizada. O pH parece ser o fator mais importante na determinação da quantidade de amônia absorvida, uma vez que a absorção do NH, é passiva, através de membranas celulares, no sentido de uma concentração fisiológica menor. Embora a concentração de amônia na forma não-ionizada no rúmen seja pequena (0,38 % a 2,5 % para valores de pH de 6,62 a 7,42), ela é rapidamente reposta quando sai do meio, pois o equilíbrio NH, + HroNHy é estabelecido com rapidez (VISEK, 1984). Assim, a concentração de amônia é dependente do equilíbrio entre as taxas de produção e absorção, o qual depende da concentração da sua forma não- ionizada no fluido ruminal, determinada pelo pH do meio (NOLAN, 1993). Uma vez que a concentração de amônia na circulação periférica é mantida a baixos níveis em virtude da conversão da amônia em uréia no fígado, existe um gradiente de concentração permanente que permite a absorção da amônia ruminal que excede a capacidade de utilização pelos Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras 13 microrganismos. Esse mecanismo torna-se fundamental quando os animais são alimentados com dietas de baixo valor nutricional, favorecendo uma melhor utilização da proteína (VAN SOEST, 1994). Tabela 2. Relação entre o pH e as proporções entre as formas não- ionizada e ionizada no plasma a 37 “C (pk'a= 9,02). pH % NH, % NH, 9,02 50,00 50,00 8,72 33,38 66,62 8,42 20,07 79,93 8,12 11,18 88,82 7,82 5,93 94,07 7,52 3,06 96,94 7,22 1,56 98,44 6,92 0,75 99,25 6,62 0,38 99,62 Fonte: Visek (1968) Os microrganismos ruminais que utilizam nitrogênio são divididos em dois grupos: aqueles que fermentam a celulose e hemicelulose, apresentam crescimento lento e utilizam a amônia como fonte de N para síntese de proteína microbiana; e os microrganismos que fermentam amido, pectina e açúcares, crescem mais rapidamente que os anteriores e são capazes de utilizar tanto amônia quanto aminoácidos como fonte de nitrogênio, numa proporção média de 66 % de aminoácidos e 34 % de nitrogênio amoniacal (RUSSEL et al., 1992). Portanto, dietas suplementadas com uréia mas que fornecem também peptídeos e aminoácidos pré-formados favorecem o crescimento microbiano, uma vez que todas as exigências quanto às diferentes fontes de nitrogênio para os microrganismos serão atendidas. A fixação da amônia ruminal aos aminoácidos pelas bactérias é realizada mediante a ação de enzimas específicas: a glutamina sintetase (GS) e a glutamato desidrogenase (GDH). A concentração de GS é maior quando o nitrogênio amoniacal extracelular está baixo, enquanto a GDH não varia em 16 Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras que o rúmen se esvazia mais rapidamente. Os diferentes carboidratos que podem estar associados a dietas com a uréia apresentam as seguintes características: * Carboidratos rapidamente fermentáveis (açúcares solúveis): fornecem a energia inicial e são encontrados principalmente nas forragens novas. Por serem muito solúveis, são também rapidamente degradados (> 300 %/h). O melaço é um exemplo de suplemento dessa natureza. * Carboidratos com fermentação intermediária (amido e pectina): acredita-se que sejam os mais efetivos. O amido é encontrado em grande quantidade nas sementes de cereais, como milho etrigo. A pectina está presente principalmente em subprodutos da agroindústria, como polpa cítrica, polpa de beterraba e de outros tubérculos e a polpa de maçã. A taxa de fermentação desses carboidratos varia de 10 %/h a 50 %/h. * Carboidratos lentamente fermentáveis (< 10 %/h) (parede celular): quando presentes em grande quantidade, limitam a síntese de proteína microbiana e diminuem a utilização da uréia. Quanto mais velha a forrageira, maior a quantidade de fibra pouco utilizável. Dietas com baixos teores de carboidratos solúveis e altas concentrações de parede celular de plantas maduras (como palhas) limitam a utilização do NNP em função da baixa disponibilidade de energia e da baixa taxa de digestão dos carboidratos disponíveis. Nesses casos, a uréia é pouco utilizada porque o pico na produção de amônia acontece bem antes da fermentação máxima desses carboidratos de baixa qualidade (VAN SOEST, 1994). Quantidades adequadas de energia e proteína degradáveis no rúmen resultarão no alcance da produtividade animal desejada, com menor quantidade de proteína dietética. O National Research Council adotou uma exigência de PDR igual a 1,18 a quantidade de proteína microbiana sintetizada no rúmen, a qual é calculada como 13 % dos nutrientes digestíveis totais (NDT) ou 130 g de PDR por quilo de NDT (NATIONAL RESEARCH COUNCIL, Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras 17 2001). Quanto aos níveis de amônia encontrados previamente no rúmen, Satter e Roffler (1975) estimaram que o nível ótimo para alcançar a máxima eficiência de síntese microbiana seria em torno de 5 mg/dl, com uma dieta com cerca de 13,4 % de proteína bruta na matéria seca. Entretanto, concentrações superiores de nitrogênio (23,5 mg/dl) maximizam a fermentação ruminal, promovendo maior fermentação do substrato (SONG; KENNELY, 1990). De acordo com Broderick (2006), mesmo depois de muita pesquisa nos últimos 20 anos, a questão relacionada à concentração ruminal ideal de amônia exigida permanece sem resposta. A uréia não possui nenhum mineral em sua composição. Dietas com uréia devem ser suplementadas com mistura mineral de qualidade e atenção especial deve ser dada ao enxofre, uma vez que esse mineral é utilizado para síntese microbiana de aminoácidos sulfurados (metionina, cisteína e cistina). Normalmente, o teor de enxofre é baixo em rações com níveis elevados de nitrogênio não-protéico, especialmente nas dietas com altas proporções de grãos, ou baseadas em silagens de plantas produtoras de grãos. Por isso, a suplementação com enxofre em dietas com altos níveis de nitrogênio não-protéico é necessária. A relação ótima entre nitrogênio enxofre para bovinos é de 10 a 15 partes de nitrogênio para uma parte de enxofre. São indicados como fonte suplementar de enxofre o sulfato de amônio e o sulfato de cálcio (URÉIA..., 1997). Uma ferramenta útil para avaliação do metabolismo dos compostos nitrogenados no rúmen são as dosagens de uréia no leite ou no sangue. As concentrações de uréia no leite representam, em média, 85 % das encontras no sangue (HARRIS JR., 1997). Em rebanhos pequenos, aconselha-se a amostragem de todos os animais, mas, quando o número de vacas é maior, uma amostragem ao acaso de 10 % a 15 % dos animais de cada lote de produção é suficiente. Os valores de uréia no leite devem situar entre 12 a 20 mg/dl. Concentrações acima desse limite podem representar níveis excessivos de proteína na dieta, uma baixa quantidade ou qualidade de carboidratos fermentáveis no rúmen ou uma falha na sincronização na degradação de tais fontes, indicando que existe uma ineficiência na suplementação protéica no rebanho. 18 Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras Formas de Utilização na Dieta e Desempenho Animal A síntese microbiana fornece a maior parte da proteína utilizada pelo ruminante lactante para mantença e produção de leite, portanto o maior objetivo da nutrição protéica deve ser maximizar a produção da proteína microbiana (BRODERICK, 2006). Na dieta de vacas leiteiras, a uréia pode ser utilizada misturada ao concentrado, em volumosos ou na dieta completa. Quando administrada via concentrado, a quantidade de uréia a ser fornecida pode ser facilmente controlada, o que, aliado ao fato de as concentrações energética e mineral serem conhecidas, torna esse método de fornecimento seguro e prático, criando condições adequadas para utilização do NNP (HADDAD, 1984). Na substituição de um farelo protéico, considera-se que a uréia não possui energia, devendo ser incluída na mistura pela adição de um concentrado energético. Faria (1984) demonstrou de modo prático o efeito da inclusão de diferentes níveis de uréia em um concentrado a base de milho e farelo de soja (Tabela 3). Tabela 3. Efeito da adição de uréia sobre as proporções de milho e farelo de soja no concentrado. % uréia Unidades percentuais de milho Unidades percentuais de soja a serem adicionadas a serem retiradas 0,8 5,6 6,4 1,0 7,0 8,0 1,2 84 9,6 1,4 9,8 11,2 1,6 11,2 1,28 1,8 12,6 14,4 2,0 14,0 16,0 Fonte: Adaptado de Faria (1984) Como exemplo, se, em uma mistura composta por 70 % de milho e 30 % de farelo de soja, optasse-se por incluir 1 % de uréia, a formulação passaria ater 77 % de milho e 22 % de farelo de soja. Por meio dessa Tabela e Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras 21 para gordura, produção de proteína e lactose do leite, produção de sólidos totais, concentração de nitrogênio uréico e glicose no plasma. Santos et al. (2001), avaliando vacas no terço médio de lactação, com produção média de 32 kg de leite/dia, observaram redução no consumo com a inclusão de 1 % de uréia na MS da dieta em substituição ao farelo de soja. Em experimento realizado com vacas leiteiras no mesmo estágio de lactação (produção média de 30 kg leite/dia), Cameron et al. (1991) suplementaram uréia na proporção de 0,75 % da matéria seca da dieta. A uréia supriu 12,5 % do nitrogênio total da dieta, e os animais consumiram, em média, de 157 ga1729g deuréia/animal por dia. Os autores não verificaram diferenças significativas no consumo de matéria seca, digestibilidades ruminal, pós-ruminal e no trato total da MS entre os tratamentos e obtiveram ganhos em produção de leite (p< 0,08) nas dietas que continham uréia. Santos et al. (2006) analisaram o efeito da inclusão de níveis crescentes de uréia na dieta de vacas leiteiras do segundo ao sétimo mês de lactação, com produção média de leite no período de 22,7 kg/dia. Os níveis de inclusão foram de O %; 0,75 % e 1,5 % de uréia na MS da dieta, cuja base volumosa era cana-de-açúcar. Nos tratamentos com 0,75 % e 1,5 % de uréia, seu consumo médio foi, respectivamente, de 125 g e 243 g por dia. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos quanto a consumo de matéria seca, produção de leite, produção de leite corrigida para gordura e composição do leite. De acordo com os autores, tais resultados sugerem que o uso de até 1,5 % de uréia na matéria seca da dieta não interfere na produtividade e composição físico-química do leite. A adição de níveis crescentes de nitrogênio não-protéico (0 %; 0,7 %; 1,4% e 2,1 % de uréia) reduziu o consumo de nutrientes, porém não foi observado efeito sobre as digestibilidades da MS, matéria orgânica, fibra em detergente neutro (FDN), proteína bruta e carboidratos para vacas no início da lactação, produzindo em torno de 20 kg de leite/dia (SILVA et al. 2001). O menor consumo de MS foi atribuído aos prováveis efeitos metabólicos da uréia e ou à pouca palatabilidade do alimento, à medida 22 Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras que se elevou o teor de uréia na ração. Nesse experimento, a produção máxima de leite por dia, estimada por meio de equação de regressão, foi obtida com o teor de 4,79 % de NNPou 0,7 % de uréia na MS total das rações. Em trabalho de revisão de literatura, Santos et al. (1998) analisaram 23 comparações a partir de 12 trabalhos em que a uréia substituiu de forma parcial ou total diversos suplementos protéicos em dietas de vacas leiteiras de alta produção (30 a 40 kg/leite por dia). A inclusão da uréia na matéria seca da dieta variou entre 0,4 % a 1,8 %. O consumo de MS não foi afetado em 17 comparações, diminuiu em 4 e aumentou em 2, enquanto a produção de leite permaneceu inalterada em 20 e diminuiu em 3 comparações, com a inclusão da uréia na dieta. O teor de proteína do leite não foi afetado em 17 comparações e aumentou em 5. A produção média de leite foi de 32,7 kg/dia para vacas suplementadas com uréia e de 33,3 kg/dia para vacas suplementadas exclusivamente com fontes de proteína verdadeira. Os resultados mostram viabilidade de utilização da uréia mesmo em dietas de vacas leiteiras de alta produção. A mistura de uréia em dietas contendo grãos de leguminosas crus, principalmente soja, bandinha de soja e feijão, pode ser problemática. Isso porque esses grãos contêm uma enzima chamada urease, que age desdobrando a uréia à amônia na presença de água. Esse fenômeno pode ocasionado pela amônia, ou intoxicação, principalmente em dietas com elevada proporção de volumoso e baixa concentração energética. Apesar disso, a combinação de uréia com grão de soja cru em dietas com elevada proporção de concentrado para vacas em lactação não ocasionou problemas no consumo de matéria seca ou diminuição no desempenho desses animais (VAN DIJK et al., 1983). Fernandes et al. (1988, 1991) concluíram que a soja crua + 1 % de uréia pode substituir o farelo de soja como suplemento protéico para vacas em lactação com produção em torno de 10 litros de leite por dia, sem prejuízos para a produção e composição de leite, consumo de matéria seca, parâmetros sanguíneos e ruminais. A 26 Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras Otratamento nos casos de intoxicação pela uréia tem como objetivo reduzir o pH no ambiente ruminal e impedir a absorção excessiva da amônia liberada. Paratal finalidade, utiliza-se o fornecimento, via oral, de 4 a 6 litros de solução de ácido acético ou de vinagre a 5 %. Dependendo da sintomatologia apresentada, o procedimento deve ser repetido 6 horas após a primeira administração. Em situações em que tais produtos não estejam disponíveis, deve-se fomecer de 20 a 30 litros de água fria, para dificultar a absorção, bem como diluir a amônia presente no rúmen. Animais em casos mais graves de intoxicação apresentam-se prostrados, com quadros de tetania ou convulsão e raramente respondem ao tratamento. Nesses casos, a morte pode ocorrer rapidamente. Word et al. (1969) recomendam fornecer aos animais solução de ácido acético a 5 % - 10 % tão logo a toxidez se manifeste, seguindo-se uma segunda ingestão 2 a 3 horas mais tarde. Esses autores observaram também que o rápido esvaziamento do conteúdo ruminal foi eficiente em evitar a morte dos animais por intoxicação. Conclusões * A uréia é um composto nitrogenado não-protéico que pode ser utilizado para reduzir custos com a suplementação protéica em dietas de bovinos leiteiros. * A eficiência de sua utilização pelos animas depende do balanceamento adequado da dieta, de modo a permitir uma sincronização entre a disponibilidade de carboidratos fermentáveis e nitrogênio no rúmen. Ademais, atenção deve ser dada à concentração de minerais, bem como ao período de adaptação à dieta pelos animais. * Para vacas no terço médio e final de lactação, a ingestão de uréia pode chegar a valores próximos a 200 g/animal por dia, dependendo das exigências nutricionais desses animais. No entanto, para animais no início de lactação, aconselha-se o fornecimento de doses inferiores a essa. * A adaptação à ingestão da uréia por meio do fornecimento de quantidades gradativamente crescentes é condição fundamental para se evitar intoxicação. Uréia na Alimentação de Vacas Leiteiras 27 Referências BARTLEY, E. 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Ingredients that supply adequate amounts of rumen degradable energy and protein are needed. Diets also must be corrected with minerals, especially sulphur, mixed directly to the urea. Regarding to the forms of use in the diet, urea can be supplied mixed with concentrates, roughages, in total ration or in mineral mixtures. It must be always attempted to the period of adaptation and supply levels to the animals. Index terms: animal nutrition, dairy cattle, non protein nitrogen, ruminant, urea.