ARTIGO

Anatomia quantitativa, digestibilidade in vitro e composição química de cultivares de Brachiaria brizantha

Quantitative anatomy, in vitro digestibility and chemical composition of Brachiaria brizantha cultivars

Denise Tsuzukibashi¹, João P. R. Costa^2,*, Fabiola V. Moro², Ana C. Ruggieri² e Euclides B. Malheiros²

 

¹Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento de Melhoramento e Nutrição Animal. Distrito de Rubião Junior s/n, CEP 18618-970, Botucatu-SP, Brasil;

²Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Departamento de Zootecnia. Via de acesso Professor Paulo Donato Castellane s/n, CEP 14884-900, Jaboticabal-SP, Brasil. E-mail: jpramoscosta@hotmail.com

 

RESUMO

Objetivou-se avaliar três cultivares de Brachiaria brizantha (Marandu, Piatã e Xaraés), em três idades de corte, quanto à composição química, digestibilidade in vitro e anatomia quantitativa. O experimento foi realizado em um delineamento inteiramente casualizado arranjado em um fatorial, sendo três cultivares, três idades de corte e dois níveis de inserção no perfilho (apical e basal). Para as variáveis relacionadas com a composição química e digestibilidade não foi utilizado o fator nível de inserção. Foram mensuradas as áreas dos tecidos seguindo a descrição usual em histologia vegetal. A cv. Xaraés apresentou maior área de epiderme e esclerênquima na lâmina foliar e maior tecido vascular lignificado+esclerênquima e bainha parenquimática do feixe vascular na bainha foliar (p<0,05). As cv. Marandu e Piatã apresentaram maior áreade parênquima na bainha foliar (p<0,05). O esclerênquima apresentou efeito linear decrescente para a lâmina foliar para todas as cultivares entre as idades de corte e efeito linear crescente para a cv. Xaraés na bainha foliar (p<0,05). A cv. Marandu apresentou maior digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca e proteína bruta, e menor fibra em detergente ácido (p<0,05). A cv. Marandu apresentou melhor valor nutritivo, digestibilidade e maior área de tecidos de maior digestibilidade.

Palavra-chave: Marandu, Piatã, valor nutritivo, Xaraés

 

ABSTRACT

This study aimed to evaluate three Brachiaria brizantha cultivars (Marandu, Piatã and Xaraés) in three cut ages, as the chemical composition, in vitro digestibility and quantitative anatomy. The experiment was conducted in a completely randomized design arranged in a factorial design, three cultivars, three cut ages and two insertion levels (apical and basal). For the variables related to chemical composition and digestibility the insertion level was not used. Areas of tissues were measured following the usual description in vegetable histology. The cv. Xaraés showed higher area of epidermis and sclerenchyma in the leaf blade and greater lignified vascular tissue+sclerenchyma and vascular bundle sheath parenchyma in the leaf sheath (p < 0.05). The cvs. Marandu and Piatã showed greater parenchyma in the leaf sheath (p < 0.05). The sclerenchyma showed decreasing linear effect for all cultivars in the leaf blade between cut ages and increasing linear effect for cv. Xaraés in the leaf sheath (p < 0.05). The cv. Marandu showed higher crude protein and in vitro true digestibility of dry matter, and lower acid detergent fiber (p < 0.05). The cv.Marandu showed better nutritional value, digestibility and higher digestible tissues in the quantitative anatomy.

Key words: Marandu palisadegrass, nutritional value, Piatã palisadegrass, Xaraés palisadegrass

 

Introdução

Entre as gramíneas mais utilizadas para formação de pastos no Brasil, as da espécie Brachiaria brizantha, cultivares Marandu, Xaraés e Piatã são as mais difundidas. Diante da disponibilidade de várias cultivares, a escolha da gramínea a ser utilizada como pasto, leva em consideração fatores como a adaptação ao solo, o clima, a produção, o valor nutritivo, entre outros.

Dentre as características utilizadas na escolha da gramínea, o valor nutritivo tem grande importância, uma vez que tem influência direta nos níveis de consumo de nutrientes digestíveis, e consequentemente, na produção animal (Ferreira et al., 2013). Dessa forma, há necessidade de identificação de cultivares com maior valor nutritivo.

Para maior entendimento das características nutritivas, a associação do valor nutritivo ao estudo da quantificação dos tecidos vegetais que compõem os órgãos das gramíneas pode ajudar a explicar diferenças qualitativas entre espécies e ou cultivares de forrageiras (Wilson e Hatifield, 1997) porque o valor nutritivo está intimamente associado à anatomia foliar da gramínea, bem como à área dos seus tecidos (Wilson, 1993). Assim, a caracterização anatômica das forrageiras pode contribuir para melhor compreensão dos fatores que envolvem a digestão dos seus tecidos pelos ruminantes (Alves de Brito e Deschamps, 2001; Ferreira et al., 2013), sobretudo do comportamento dos tecidos da gramínea em diferentes idades, bem como o nível de inserção da folha no perfilho, uma vez que esses são fatores que contribuem para alterações na composição química da gramínea (Paciullo et al., 2001; Ferreira et al., 2005).

Diante do exposto, objetivou-se avaliar três cultivares de Brachiaria brizantha (Marandu, Piatã e Xaraés), em três idades de corte, quanto à composição química, digestibilidade in vitro e anatomia quantitativa da lâmina e bainha foliar.

 

Material e métodos

O experimento foi realizado no Setor de Forragicultura no Campus da UNESP em Jaboticabal, SP, localizada a latitude 21º15'17" sul, longitude 48º19'20" oeste e altitude de 605 metros. O clima é do tipo Aw, descrito como tropical-mesotérmico, com verão úmido e inverno seco. As médias de temperatura e umidade foram 22°C e 70,6%, respectivamente.

O experimento foi realizado em um delineamento inteiramente casualizado (DIC) arranjado em um fatorial cruzado 3 x 3 x 2. Sendo três cultivares (cv.) de Brachiaria brizantha (Hochst. Ex A. Rich.) Stapf.: cv. Marandu, cv. Piatã e cv. Xaraés, três idades de corte: 21, 35 e 49 dias (IC) e dois níveis de inserção no perfilho (NI) apical e basal na lâmina foliar e bainha foliar. Para as variáveis referentes à anatomia quantitativa, foram utilizadas cinco repetições. Para as variáveis referentes à composição química não foi avaliado o NI, portanto um fatorial 3 x 3. As gramíneas foram estabelecidas semeando trinta sementes de cada cultivar juntamente com 100, 360 e 200 mg.dm^-³ de N (ureia), P₂O₅ e K₂O, respectivamente, em vasos contendo 5 dm³ de solo proveniente da camada de 0 a 20 cm de profundidade classificado como Latossolo Vermelho Distrófico, típico, textura argilosa a moderado, caulinítico hipoférrico (EMBRAPA, 2006) com as seguintes características químicas: pH (CaCl₂)= 5,0; Matéria Orgânica = 16 g.dm^-³; P resina = 56 mg.dm^-³; K = 2,3 mM; Ca = 31 mM; Mg = 13 mM; H+Al = 34 mM; soma de bases (SB) = 46,3 mM; capacidade de troca de cátions (CTC) em pH 7,0 (T) = 80,3 mM; saturação por bases na CTC_pH7,0 (V) = 58%. Quarenta dias após emergência (DAE) as plantas foram submetidas ao corte de uniformização (5 cm do nível do solo) e foi realizada adubação de cobertura com 200 e 300 mg.dm^-³ de N (ureia) e K₂O, respectivamente.

Aos 21, 35 e 49 dias após o corte de uniformização foi coletado um perfilho de cada vaso e dividido em três porções (apical, média e basal). Do terço apical e basal foi coletada uma folha completamente expandida. De cada lâmina foliar e bainha foliar foi seccionado o terço médio para a confecção das lâminas (Caro e Sanchez, 1969). Imediatamente após a coleta, o material foi armazenado em FAA_50% (formalina+ácido acético+álcool etílico 50%) até à confecção das lâminas permanentes. O laminário foi confeccionado de acordo com Johansen (1940) e corados com azul de Astra e fucsina básica (Gerlach, 1984). Após a confecção do laminário, as seções foram fotografadas em microscópio óptico Olympus BX51 (Olympus Latin America Inc., Miami, Flórida, EUA). Os tecidos foram mensurados utilizando o software ImageJ, 1.45s. Para a determinação da área ocupada (%) foi considerada a descrição usual em histologia vegetal, considerando a área dos seguintes tecidos: i) epiderme (EPI) (abaxial + adaxial, excluindo-se tricomas e células buliformes); ii) parênquima (PAR) (incluindo células buliformes por apresentarem características semelhantes às do parênquima (Alves de Brito et al., 1999); iii) tecido vascular não lignificado (TVNL) (basicamente floema); iv) tecido vascular lignificado + esclerênquima (TVL + ESC) (esclerênquima associado ao xilema e outras células lignificadas do feixe vascular); v) esclerênquima não associado ao xilema (ESC); vi) bainha parenquimática do feixe vascular (BPFV).

Para análise da composição química e digestibilidade, amostras da planta inteira foram coletadas 5 cm acima do solo nas mesmas datas de coleta das amostras referentes à anatomia quantitativa. O material foi seco em estufa de ventilação forçada a 55 ºC, durante 72 horas e moído a 1 mm. Nas amostras analisou-se a matéria seca (MS) e a proteína bruta (PB) de acordo com AOAC (1990), e a fibra insolúvel em detergente neutro (FDN), a fibra insolúvel em detergente ácido (FDA) e a lignina (LIG) pelo método de Robertson e Van Soest (1981). A estimativa da digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca (DVIVMS) foi realizada por meio de ensaio in vitro com 0,5 g de amostras pesadas em bags (ANKOM®-F57) e incubadas no aparelho "Daisy-II Fermenter" por 48 horas (ANKOM® Technology Corp. Fairport, New York, EUA) e posterior análise de FDN (Tilley e Terry, 1963).

Os dados da anatomia quantitativa foram transformados em arc sen e realizada a análise estatística utilizando o procedimento GLM do SAS (2008), versão 9.2. Para as comparações entre cultivares foi utilizado teste de Tukey a 5% e entre idades de corte (IC) utilizaram-se contrastes polinomiais ortogonais, sendo o efeito significativo p<0,05 e considerado tendência quando 0,10> p >0,05.

 

Resultados e discussão

As áreas dos tecidos da lâmina e da bainha foliar das cultivares de Brachiaria brizantha estão apresentadas nos Quadros 1 e 3, respectivamente. A cv. Xaraés apresentou maior área (p<0,05) de EPI que as demais. Quanto ao NI, o basal foi maior que o apical (p<0,05) tanto para a lâmina quanto para a bainha foliar.

 

 

 

 

A maior área de EPI no NI basal pode ser devido à menor espessura da folha que se localiza onde há menor incidência de irradiação solar. Ou seja, ao sol pleno a folha apresenta um grande número de camadas de células do parênquima e na sombra apresenta poucas camadas, enquanto a epiderme permanece com apenas uma camada de células nas duas situações. Segundo Whatley e Whatley (1982), esse fenômeno acontece como medida de proteção da planta a fim de proteger a própria folha do excesso de luz que incide diretamente na superfície foliar. Dessa forma, a relação de EPI para os outros tecidos é aumentada nas folhas basais e diminuída nas apicais, devido ao aumento da área referente à EPI nas folhas basais. A EPI é considerada um tecido de lenta digestão em gramíneas de metabolismo C₄ (Akin, 1989). Segundo Hanna et al. (1973), esse efeito é devido à resistência conferida pela parede periclinal da epiderme que é cutinizada e lignificada. Por ser resistente à fermentação dos microrganismos ruminais, a cutina atua como uma barreira à entrada dos mesmos no interior da folha, diminuindo assim, a taxa de digestão dos tecidos internos (Wilson, 1993). Dessa forma, gramíneas que apresentam maiores áreas desse tecido podem ter a sua digestibilidade diminuída, assim como aconteceu no presente estudo com a cv. Xaraés que apresentou maior área de EPI e menor DVIVMS (Quadro 3).

A BPFV apresentou maior área no NI basal (p<0,05) para a lâmina e bainha foliar (Quadros 1 e 2). No entanto, só foi observado efeito da cultivar para a bainha foliar, onde a cv. Xaraés apresentou maior (p<0,05) área que a cv. Piatã e a cv. Marandu apresentou área igual às demais (p>0,05). Em relação à idade de corte, a BPFV apresentou efeito quadrático (p<0,05) para a lâmina foliar e linear (p<0,05) para a bainha foliar (Quadros 4 e 5). Segundo Wilson (1993), a BPFV assim como o ESC são tecidos que mais apresentam relação com a composição da fibra da gramínea e por apresentarem paredes celulares espessadas e lignificadas estão associadas à fração lentamente digestível da fibra. Dessa forma, pode ser um fator que contribuiu para diminuição da DVIVMS da cv. Xaraés (Quadro 3).

 

 

 

 

A área do TVL + ESC apical foi maior (p<0,05) na lâmina foliar e menor na bainha foliar (Quadros 1 e 2) e a cv. Xaraés apresentou maior área desse tecido na bainha foliar (p<0,05). O ESC foi menor na cv. Marandu (p<0,05) e as demais não mostraram ser diferentes entre si (p>0,05) na lamina foliar. Na bainha foliar a cv. Piatã apresentou maior área de ESC seguida pela Xaraés e Marandu (p<0,05). Relativamente ao TVL + ESC e ESC da lâmina foliar, na qual o ESC tem função de sustentação, foi observada maior área no NI apical, provavelmente, pelo fato de demandar maior suporte por estar situado na parte superior do perfilho (Wilson, 1976), dessa forma, necessitando de um forte suporte estrutural para manter sua conformação ereta (Gomide, 1997). Apesar da participação em uma pequena (1 a 10%) porção da área de seção transversal, esses dois últimos tecidos são bastante representativos na digestibilidade, já que os pesos dos mesmos podem representar de 18 a 28% do peso total da folha (Wilson, 1993). O ESC e o TVL são tecidos intensamente lignificados e apresentam paredes espessas. Nesse sentido, a maior área desses tecidos na cv. Xaraés pode ser explicada pelo alto porte que o dossel dessa gramínea alcança (EMBRAPA, 2013), além da longa folha que apresenta quando comparada as demais cultivares.

O PAR da cv. Piatã apresentou maior área que a cv. Xaraés (p<0,05), e estas duas não mostraram diferenças com a cv. Marandu (p>0,05) quando foi avaliada a lâmina foliar (Quadro 1). Na bainha foliar, o PAR foi menor na cv. Xaraés e igual nas demais cultivares (p>0,05) (Quadro 2). A cv. Xaraés apresentou menor área de PAR entre as demais, provavelmente pela maior área apresentada pelos tecidos ESC e EPI para a mesma cultivar. De acordo com Chesson et al. (1986), o PAR é formado basicamente por células delgadas e não lignificadas, o que confere maior facilidade para fragmentação e favorecendo uma rápida e completa digestão. Assim, gramíneas que apresentam maior porção de PAR na sua constituição, comumente apresentam maior digestibilidade.

Não houve interação NI x IC (p>0,05), portanto, os resultados não são apresentados.

Os valores médios das áreas de tecidos da lâmina e da bainha foliar das cultivares de B. brizantha em três IC estão expressos nos Quadros 4 e 5. A EPI, TVL+ESC e o PAR não apresentaram efeito de IC (p>0,05) para a lâmina foliar (Quadro 4). A área da BPFV apresentou efeito quadrático (p<0,05) e o ESC apresentou efeito linear decrescente (p<0,05) entre as IC para a lamina foliar. A área do TVNL apresentou efeito quadrático (p<0,05) para a cv. Xaraés e tendência (p<0,10) quadrática para as outras cultivares na lamina foliar. Em relação à bainha foliar (Quadro 5), o TVL + ESC apresentou efeito linear crescente (p<0,05) para a cv. Piatã. Para o ESC, as cultivares Piatã e Xaraés apresentaram efeito linear decrescente e crescente (p<0,05), respectivamente. O PAR apresentou efeito quadrático (p<0,05) entre as IC.

No presente estudo, somente BPFV, ESC e TVNL foram modificados com a idade da planta. Apesar de ocorrerem, Cherney e Marten (1982), não atribui o decréscimo do valor nutritivo a essas modificações na área dos tecidos. Segundo Titgemeyer et al. (1996), o incremento da parede celular e das concentrações de xilose, lignina e ácidos fenólicos são os principais fatores responsáveis pela diminuição do valor nutritivo nas laminas foliares com o aumento da idade da planta. Assim como exposto, esse comportamento ocorreu no presente estudo, principalmente com os tecidos lignificados, como o ESC que diminuiu e, concomitantemente, houve aumento na concentração de FDN, FDA e LIG com o avanço da IC da gramínea (Quadro 3).

Em função da idade, os acréscimos ou decréscimos observados nas áreas do ESC e TVL+ESC foram pequenos (Quadro 4), mostrando que é de certa forma inconsistente a atribuição da diminuição da digestibilidade dos tecidos pelo aumento dos mesmos em função da idade. Resultados como esses foram encontrados por Paciullo et al. (2002), e, segundo os autores, não devem ser atribuídos às alterações na área de tecidos e sim à diminuição da digestibilidade pela intensa lignificação desses tecidos em gramíneas de ambiente tropical.

No Quadro 3 estão apresentados os valores médios dos teores (%MS) de PB, FDN, FDA, LIG e DVIVMS das cultivares de B. brizantha em três IC. As médias referentes à PB e à FDA apresentaram tendência quadrática (p<0,05) entre IC, sendo que a concentração da PB diminuiu com o aumento da IC. A diminuição da PB com o avanço da idade da planta é um comportamento comum, e segundo Gastal e Lemaire (2002), deve-se ao efeito de diluição do nitrogênio na biomassa total aumentada com o crescimento e acúmulo da gramínea.

A área da BPFV é uma das características anatômicas que apresenta maior relação negativa com a PB (Queiroz et al., 2000). Ou seja, quanto maior a BPFV, menor será a concentração da PB. Esse tecido apresenta parede celular espessa, podendo ser lignificado. Assim, está associado à fração lentamente digestível da forrageira (Akin, 1989; Wilson, 1993).

O teor de FDN apresentou comportamento distinto para cada cultivar. Houve efeito linear (p<0,05) para as cultivares Marandu e Piatã, e quadrático para a Xaraés entre IC. A cv. Marandu apresentou menor FDA (p<0,05) que as cultivares Piatã e Xaraés, sendo que ambas não diferiram entre si (p>0,05). Tanto a FDN quanto a FDA aumentaram com o avanço da idade. No entanto, quando se compara a diferença dos teores de FDN entre a menor idade de corte com a maior, percebe-se que a cv. Xaraés apresenta menor diferença quando comparada às outras. Ou seja, essa cultivar apresenta grande quantidade de fibra mesmo em curtos períodos de crescimento. Altas relações da FDN e FDA com a BPFV, ESC e TVL foram encontradas por Queiroz et al. (2000), reforçando a participação desses tecidos na composição da fibra da gramínea. Além das frações citadas, a LIG também tem participação nos constituintes químicos desses tecidos (Wilson e Hatifield, 1997), no entanto, não tanto quanto as demais. Isso se deve ao fato de a lignina ser depositada internamente na parede secundária, podendo não aumentar a área e sim a quantidade.

A LIG e a DVIVMS apresentaram tendência linear (p<0,05) entre IC. A cv. Marandu apresentou maior DVIVMS que a Piatã e Xaraés, que não apresentaram diferenças entre si (p>0,05), e diminuiu com o avanço da IC, ao passo que a LIG aumentou.

Entre os tecidos lignificados, o ESC e o TVL apresentam maiores influências negativas na digestibilidade. Segundo Wilson e Hatifield (1997), isso acontece por serem formados por células de paredes espessas e intensamente lignificadas, diminuindo a digestão das mesmas pelos microrganismos ruminais. No presente trabalho observa-se que as cultivares Xaraés e Piatã apresentaram maiores áreas de ESC e que a DVIVMS também foi menor para ambas, a influência desses tecidos na digestibilidade da forrageira (Akin, 1989). De forma oposta, o PAR segundo Akin (1989), apresenta a maior taxa de digestão entre os tecidos presentes na gramínea tropical. Esse fato pode contribuir para a menor DVIVMS da cv. Xaraés, uma vez que essa cultivar apresentou menor área de PAR. Assim, a cv Xaraés apresenta características anatômicas que podem diminui o valor nutritivo da mesma.

De modo geral, as cultivares em estudo apresentaram comportamentos distintos tanto na área dos tecidos quanto na composição química. A cv. Marandu apresentou menor área de tecidos negativamente relacionados à digestibilidade e maior de tecidos positivamente relacionados à digestibilidade, além de ser mais digestível que as demais.

 

Conclusões

As cultivares, os níveis de inserção no perfilho e as idades de corte apresentaram diferentes áreas dos tecidos. As cultivares apresentaram diferentes teores dos constituintes químicos e digestibilidade in vitro. A cv. Marandu apresentou melhor digestibilidade, valor nutritivo e maior área de tecidos de maior digestibilidade.

 

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Recebido/received: 2014.09.26

Recebido em versão revista/received in revised form: 2015.07.23

Aceite/accepted: 2015.07.23