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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2011.tde-18102011-132908
Document
Author
Full name
Edward Hernando Cabezas Garcia
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2011
Supervisor
Committee
Nussio, Luiz Gustavo (President)
Alcarde, André Ricardo
Schmidt, Patrick
Title in Portuguese
Avaliação da fração carboidratos solúveis em cana-de-açúcar para animais
Keywords in Portuguese
Análise multivariada
Cana-de-açúcar
Carboidratos
Digestibilidade
Nutrição animal
Ruminantes
Valor nutritivo.
Abstract in Portuguese
Objetivou-se com este estudo comparar diferentes métodos de determinação de carboidratos solúveis (CS) em cana-de-açúcar com o intuito de predizer valor nutritivo da forragem: conteúdo de sólidos solúveis (BRIX), conteúdo aparente de sacarose (POL), carboidratos não fibrosos (CNF), carboidratos solúveis em extrato aquoso (CSA) e carboidratos solúveis em extrato alcoólico (CSOH). Foram conduzidos dois experimentos envolvendo amostras da fração colmo e planta inteira. O primeiro avaliou o valor nutritivo da variedade IAC 86-2480 (terceiro corte) em resposta a dois métodos de colheita: colheita manual (MAN) e colheita mecânica (MEC) durante as fases de cultivo: 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330 e 360 dias após colheita (DAC). As estimativas do CS, composição bromatológica (MS, CP, FDN, FDA, DIVMS e DIVMO), assim como da relação FDN/CS foram similares (P>0,05) entre os tratamentos, exceto para CSOH e FDN/CSOH para a fração colmo, e FDN/POL (P<0,05) para a planta inteira. O conteúdo de CS da planta inteira representou aproximadamente 80% do teor observado na fração colmo. Foram identificados três padrões de acúmulo de CS: a) POL e CSOH, b) BRIX, c) CNF. O modelo logístico não ajustou na predição de CSA. Até os 240 e 270 DAC, as relações entre FDN/BRIX e FDN/POL seguiram a mesma tendência para os métodos MAN e MEC respectivamente. Relações entre FDN/CS foram altamente correlacionadas com a digestibilidade da forragem, especialmente a relação FDN/CNF (r>0,8). A análise de componentes principais provou ser ferramenta útil para selecionar variáveis com o intuito de caracterizar valor alimentar em cana-de-açúcar. De acordo com o primeiro componente principal, o valor nutritivo é uma resposta de variáveis bromatológicas da fração fibrosa (ex. FDN, FDA), correspondendo a 54,4 e 64% da variância total da fração colmo e planta inteira respectivamente. No segundo experimento, foram avaliadas possíveis relações entre medidas morfológicas e químicas da planta visando explicar o acúmulo de CS e o valor nutricional da cana-de-açúcar (variedade IAC 93-3046), estabelecida sob dois níveis de adubação no plantio (NPK e NPK associada com esterco 120 kg N ha-1) ao longo da fase de maturação da planta em cana de primeiro corte. As amostras foram colhidas manualmente durante os períodos de 300, 360, 420 e 540 dias após plantio (DAP). Não houve efeito (P>0,05) da adubação na concentração de CS, a exceção das folhas secas (FS), CSA e minerais, na fração colmo. Três padrões de acúmulo de CS foram identificados nas duas frações morfológicas da planta: a) BRIX e CSOH; b) CNF E c) CSA. Embora POL não fosse considerada nesse experimento, as análises das curvas de CS (BRIX e CSOH) confirmaram que a cana atingiu a maturidade no mês de setembro como reportado na literatura. Regressões simples e múltiplas foram consideradas para predizer o acúmulo de CS, MS e o valor nutricional (digestibilidade). O modelo univariado apenas considerou variáveis químicas na predição, exceto para o teor de BRIX. Equações do tipo stepwise melhoraram o ajuste dos modelos (R2 e RQMR) ao considerar variáveis morfológicas, sendo a mais importante nas predições, o número de nós da fração colmo (NN). As equações para MS e CSA tiveram o menor poder de predição tanto nas regressões simples quanto nas múltiplas. A fração FDA foi a principal variável que explicou o valor nutritivo em amostras de cana-deaçúcar.
Title in English
The evaluation of sugarcane soluble carbohydrate fraction for animal feeding
Keywords in English
Animal Nutrition
Carbohydrates
Digestibility
Mutivariate analysis
Nutritive value
Ruminants
Sugarcane
Abstract in English
The objective of this research was to compare some potentialities of soluble carbohydrate (SC) methods currently used in sugarcane for animal feeding purposes: soluble solid content (BRIX), apparent sucrose content (POL), non fibrous carbohydrates (NFC), water soluble carbohydrates (WSC) and ethanol soluble carbohydrates (EtOH). Two trials involving stalk and whole plant sugarcane samples were conducted. The first trial evaluated the nutritive value of IAC 86-2480 variety (second growth) in response to two harvesting methods: manual (MAN) and mechanical (MEC) along of crop growing phase: 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330 and 360 days after harvesting (DAH). The SC estimative, chemical composition (DM, CP, NDF, ADF, IVDDM and IVOMD) and NDF/SC relationships were similar (P>0.05) across treatments, except for EtOH and NDF/EtOH relationship at stalk and NDF/POL (P<0.05) at whole plant being MAN and MEC of those cases, respectively more advantageous for each. The whole plant SC content reached represents closer to 80% of total content observed in the stalk fraction. Were identified three typical SC accumulation patterns: a) POL and EtOH, b) BRIX, c) NFC. Until 240 (MAN) and 270 (MEC) DAH, the standardized NDF/BRIX and NDF/POL stalk relationships followed the same trend. NDF/SC relationships were highly correlated with forage digestibility, especially NDF/NFC (r > 0.8). Principal Component Analysis proved to be an useful tool to select variables in order to explain sugarcane feeding value. Therefore as described at the first principal component, the sugarcane feed value is in function of forage fibrous fraction (ex. NDF, ADF), corresponding to 54.4% (stalk) and 64.0% (whole plant) of total variance respectively. The second trial studied possible relationships established between both morphological as chemical plant measurements that could explain SC accumulation and feeding value of IAC 93- 3046 variety, under two levels of fertilisation at planting (NPK and NPK associated with cattle manure 120 kg N ha-1) along of ripening phase under plant crop conditions. Forage samples were collected manually at 300, 360, 420 and 540 days after planting (DAP). There was no effect (P>0.05) of fertilisation on SC dynamics, chemical composition and morphological crop variables, with the exception to dry leaves (DLEAF), water soluble carbohydrates (WSC) and minerals (ASH), in stalk fraction (P<0.05). The age of plant was the main factor responsible of the observed variability. Three SC patterns in sugarcane during this phase were identified: a) BRIX and EtOH, b) NFC e c) WSC. Although POL was not considered in this trial, the analysis of SC curves showed that BRIX and EtOH also reached to maturity in September conforming literature. Simple and multiple (stepwise) regressions were considered to predict SC, DM accumulation and feeding value (digestibility). The univariate models only considered chemical variables to prediction, except to BRIX. Stepwise equations have account also morphological crop variables to improve statistical prediction (R2, RMSE), being the most important: number of nodes (NN). Predictions of DM and WSC had the lowest power performed through simple and multiple equations. ADF fraction best fitted to feeding value prediction (IVDMD, IVOMD) in sugarcane samples.
 
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Publishing Date
2011-10-27
 
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