ADITIVOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS NA ENSILAGEM DE CANA-DE-AÇÚCAR. BRITO, M. G. 1 ; RIGO;E.J. 2

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1 ADITIVOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS NA ENSILAGEM DE CANA-DE-AÇÚCAR. 1 BRITO, M. G. 1 ; RIGO;E.J. 2 Engenheiro Agrônomo, graduando em Zootecnia, Centro Universitário de Patos de Minas (MG), marcelo_laome@hotmail.com. 2 Mestre em Qualidade e Produtividade Animal, Faculdades Associadas de Uberaba, Uberaba (MG), evandro@fazu.br. RESUMO: A conservação da cana-de-açúcar na forma de silagem tem despertado grande interesse tanto de produtores como de pesquisadores, em virtude de seus benefícios em logística e operacionalidade. Vários aditivos têm sido utilizados na ensilagem de cana-de-açúcar e os resultados têm sido bastante variáveis. Mudanças na rota de fermentação das silagens mediante aplicação de aditivos podem alterar a composição final do alimento e afetar o consumo de matéria seca (MS) e a digestão de nutrientes em ruminantes. Aditivos químicos podem melhorar a qualidade de silagens de cana-de-açúcar, diminuir a população de leveduras e mofos e reduzir a produção de etanol e as perdas de matéria seca (MS) e de carboidratos solúveis. Estes tiveram efeitos positivos sobre as perdas de matéria seca (MS) e a composição bromatológica quando utilizados na ensilagem de cana. Já no uso de inoculantes bacterianos na ensilagem de cana-de-açúcar tem promovido resultados variáveis. Inoculantes contendo bactérias, que produzem ácido acético em detrimento do ácido lático, têm se mostrado mais eficazes em reduzir a população de leveduras e aumentar a estabilidade aeróbia de silagens de milho e de gramíneas de clima temperado. O uso dessas bactérias na ensilagem da cana-de-açúcar resultou em melhor recuperação de matéria seca (MS), redução na produção de etanol e aumento da estabilidade aeróbia das silagens, além de aumento no consumo e no ganho de peso em bovinos. O efeito da aplicação de aditivos químicos e bacterianos na ensilagem de cana-de-açúcar sobre a composição química e bromatológica das silagens será o ponto de discussão desta pesquisa bibliográfica. PALAVRAS CHAVE: Aditivos; cana-de-açúcar; silagem. Chemical and biological additives in the ensiling of sugar cane. ABSTRACT: The conservation of cane sugar in the form of silage has aroused great interest of both producers of researchers because of its benefits in logistics and operation. Various additives have been used in the ensiling of sugar cane and the results have been quite variable. Changes in the route of silage fermentation by applying additives may alter the final composition and affect the food intake of dry matter (DM) and nutrient digestion in ruminants. Chemical additives can improve the quality of silage of cane sugar, reduce the number of yeasts and molds and reduce the production of ethanol and the loss of dry matter (DM) and soluble carbohydrates. These have positive effects on losses of dry matter (DM) and chemical composition when used in the ensiling of sugar cane. In the use of bacterial inoculants in the ensiling of sugar cane has promoted variable results. Inoculants containing a bacterium, which produces acetic acid instead of lactic acid, have proven more effective in reducing the population of yeasts and increase aerobic stability of silage corn and temperate grasses. The use of this bacterium in the ensiling of sugar cane resulted in better recovery of dry matter (DM), reduction in ethanol production and increased aerobic stability of silage, and increase in consumption and weight gain in cattle. The effect of chemical and bacterial additives in the ensiling of sugar cane on the chemical composition of silages will be the discussion of this literature. KEY WORDS: Additives; cane sugar; silage. INTRODUÇÃO: Dentre as gramíneas forrageiras, a cana-de-açúcar é amplamente utilizada como forragem suplementar de inverno no Brasil e em outros países de clima tropical, sendo utilizada também como principal volumoso em fazendas produtoras de leite e em confinamentos de gado de corte. É uma importante gramínea que se destaca por dois aspectos, alta produção de matéria seca e energia por área, além da capacidade de manutenção do potencial energético durante o período seco. Além disso, o seu replantio se faz necessário apenas a cada quatro ou cinco anos. Entretanto, a cana-de-açúcar é um alimento desbalanceado, com baixos teores de proteína e altos teores de açúcar, sendo que este último nutriente depende da época do ano e da variedade utilizada. Por essa razão, não é aconselhável o seu uso como alimento exclusivo, devendo ser corretamente suplementada com proteínas e minerais para permitir bom desempenho aos animais (Boin & Tedeschi, 1993). A ensilagem da cana-de-açúcar tem sido utilizada para evitar operações diárias de corte e transporte, facilitando o manejo dos talhões e aumentando a produtividade e a vida útil dos canaviais devido ao aumento na eficiência nos cuidados pós-colheita, como capina e fertilização. Apresenta-se como solução para a colheita de grandes áreas num curto espaço de tempo, na época em que a forrageira apresenta seu melhor valor nutritivo, o que coincide com o período mais propício aos trabalhos no campo, ou seja, durante a seca, e ainda serve

2 para evitar a perda total da forragem em caso de incêncios ou geadas. No entanto, as silagens de cana de açúcar apresentam intensa atividade de leveduras que convertem açúcares em etanol, dióxido de carbono e água, causando reduções de até 70% no teor de carboidratos solúveis, aumento nos componentes da parede celular e perdas de matéria seca (Alli et al., 1983; Pedroso et al.,2005). Teores de etanol de 8 a 17% da matéria seca têm sido relatados para cana-de-açúcar ensilada sem o uso de aditivos, resultando em perdas de aproximadamente de 30% de MS durante o processo (Kung Jr. & Stanley, 1982; Pedroso et al.,2005). O alto teor de carboidratos solúveis e a grande população de leveduras epífitas levam à fermentação alcoólica quando a cana-de-açúcar é ensilada, causando perdas excessivas de matéria seca e de valor nutritivo da forragem. As leveduras não são inibidas pelo ph das silagens, que na maioria das espécies forrageiras, varia de 3,5 a 6,5. Altas contagens de leveduras causam a deterioração das silagens expostas ao ar durante a estocagem ou após a abertura dos silos, promovendo aumento do ph e do risco de desenvolvimento de microrganismos patogênicos. Aditivos químicos e biológicos têm sido utilizados no intuito de evitar o desenvolvimento de leveduras em silagens tradicionais, porém, poucos trabalhos têm sido testados na ensilagem da cana de açúcar para controlar a produção de etanol. A uréia é um aditivo químico utilizado, que quando em contato com a forragem ensilada, é hidrolizada a amônia, que tem efeito inibidor sobre a população de leveduras e mofos tem se mostrado capaz de reduzir a produção de etanol e as perdas de MS e carboidratos solúveis em silagem de cana (Alli et al., 1983). Em pesquisas realizadas por Lima et al. (2002) e Molina et al. (2002), níveis de 0,5 a 1,5% de ureia propiciaram bom padrão de fermentação e melhor composição bromatológica, com teores mais elevados de MS associados a menores concentrações de fibra FDN e FDA. O hidróxido de sódio (NaOH), alcalinizante, também promove modificação do processo de fermentação das silagens. Os teores de 3 a 4% de NaOH apresentaram a melhor composição bromatológica, redução acentuada na produção de etanol (5,2% para 0,9% da MS), maior teor de ácido lático e maior digestibilidade da matéria seca, que quando comparada com silagens sem aditivos resultaram em maior consumo e ganho de peso (Castrillón et al., 1978; Alcántara et al., 1989). A elevação artificial do número de bactérias homofermentativas produtoras de ácido lático, como Lactobacillus plantarum, podem reduzir o ph final, aumentar o conteúdo de ácido lático e diminuir a produção de efluentes e a perda de MS durante a conservação das silagens (McDonald et al.,1991), no entanto, os efeitos sobre a população de leveduras e a estabilidade aeróbia são variáveis (Higginbothan et al.,1998, Driehuis & Wikselaar, 2000). Por outro lado, inoculantes contendo a bactéria heterofermentativa Lactobacillus buchneri, que converte o ácido lático em ácido acético, 1,2 propanodiol, ácido propiônico, dióxido de carbono e traços de etanol (Oude et al., 2001), têm apresentado eficiência no controle do desenvolvimento de leveduras e no aumento da estabilidade aeróbia das silagens (Kung Jr.,2000). Uso de aditivos com diferentes doses pode conferir a silagem cana-de-açúcar uma melhor fermentação e assim melhor valor nutritivo para a silagem, por causa de uma menor produção de etanol, durante o período de estocagem ou na abertura do silo, favorecendo o crescimento de microrganismos láticos em detrimento a leveduras. Sendo assim, o objetivo desta revisão é demonstrar e comparar os resultados obtidos em diferentes pesquisas realizadas com diferentes aditivos, químicos e biológicos e seus efeitos na silagem da cana de açúcar. DESENVOLVIMENTO: O uso da cana-de-açúcar como alimento volumoso é um assunto em evidência, no que tange à aplicação de tecnologia gerada em recentes pesquisas. Entre os últimos avanços obtidos, podemos destacar a seleção de variedades direcionadas a alimentação animal, o desenvolvimento de processos de tratamento da cana fresca picada visando melhorar a conservação e qualidade do produto, e a aplicação de aditivos visando reduzir a fermentação alcoólica e as perdas no processo de ensilagem dessa planta. De todas as opções possíveis, não utilizar aditivos na ensilagem da cana é a de maior risco, pois as chances do desenvolvimento livre das leveduras causarem perda na qualidade desse alimento são bastante grandes. Recentemente, pesquisas desenvolvidas a respeito do processo de conservação da cana-de-açúcar, relatam a ocorrência da problemática fermentação alcoólica, sugerindo a utilização de aditivos para minimizar as perdas e a redução no valor nutritivo dessas silagens (PEDROSO et al., 2005;SILVA, et al.,2008; QUEIROZ, 2006; SCHMIDT, 2006; SANTOS, 2007; SIQUEIRA et al., 2007; PEDROSO et al., 2007). Diversos aditivos têm sido utilizados na ensilagem da cana-de-açúcar, sendo classificados como aditivos químicos e biológicos. Os aditivos químicos são classificados em subgrupos de acordo com sua forma de atuação, podendo citar os agentes alcalinizantes, os aditivos nutrientes e os aditivos conservantes. Durante o processo de ensilagem, a finalidade desses é para que interfiram na dinâmica fermentativa, alterando o ph e a pressão osmótica da massa de forragem e, por conseguinte, inibir o desenvolvimento de microrganismos indesejáveis durante a fermentação do volumoso (SANTOS, 2007). Aditivos químicos: Dentro do grupo dos aditivos químicos alcalinizantes são encontrados os hidróxidos, óxidos básicos e carbonatos, sendo que, na conservação da canade-açúcar são encontrados trabalhos que em sua maioria utilizaram hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de amônio (NH4OH), hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio

3 (CaCO3) e óxido de cálcio (CaO) como aditivo químico para o controle da fermentação alcoólica. Segundo Santos (2007), a adição de calcário resulta em silagens com maiores valores de ph, neutralizando parte dos ácidos produzidos durante o processo de conservação. Ainda segundo Santos (2007), avaliando aditivos químicos durante o processo de ensilagem da cana-de-açúcar verificou que a adição de cal virgem e calcário calcítico promoveram silagens com maiores valores de ph, porém com maiores concentrações de ácido lático em relação ao tratamento controle. Segundo o autor o efeito de tamponamento dos aditivos fez com que houvesse estímulo para maior intensidade de conversão dos carboidratos solúveis em ácido lático. Além disso, as silagens tratadas com os agentes alcalinizantes apresentaram menores concentrações de etanol, maiores recuperações de carboidratos solúveis e menores perdas de gases e de matéria seca, sugerindo efeito inibidor dos aditivos ao crescimento de leveduras. Até o momento, os resultados desses aditivos tem sido interessantes na melhoria no valor nutritivo de silagens de cana-de-açúcar frente às silagens não tratadas, porém maiores investigações são necessárias em relação ao consumo e ao desempenho animal para validação de sua utilização. Dentre os principais aditivos químicos testados até o momento, podemos destacar os químicos: uréia e óxido de cálcio (cal virgem). Uréia A aplicação de uréia como aditivo na ensilagem da cana tem sido usual, em função de sua disponibilidade, solubilidade em água (facilidade de aplicação) e correção do teor de PB da silagem. O princípio de inibição da população de leveduras com a adição de uréia está ligado à formação de amônia na reação de ureólise, sendo a amônia um forte inibidor de microrganismos, por mecanismos não totalmente entendidos. As doses de uréia freqüentemente utilizadas variam entre 0,5 e 1,0% da massa verde (MV). A maioria dos trabalhos foi realizada usando diluição da uréia em água, entre 30 e 40 litros por tonelada de MV. Nos trabalhos que avaliaram níveis de inclusão de uréia na ensilagem da cana não se percebe benefício em utilizar mais de 1%, sobre as variáveis de perda de MS ou teor de etanol. O teor médio de nitrogênio amoniacal nas silagens aditivadas com uréia é baixo, indicando reduzida conversão de uréia à amônia, o que limita a eficiência no uso desse aditivo. Os benefícios da facilidade de obtenção e uso, e incremento no teor protéico da silagem devem ser avaliados em relação à moderada segurança na prevenção das perdas fermentativas e perdas no painel do silo. Óxido de cálcio: O uso do óxido de cálcio (cal virgem) como aditivo para a ensilagem da cana-de-açúcar é uma tecnologia nova e em expansão. As vantagens de uso da cal virgem como aditivo estão ligadas ao baixo custo desse produto, à efetividade em reduzir perdas fermentativas e a possibilidade de hidrólise da fração fibrosa. A cal virgem como aditivo na ensilagem da canade-açúcar tem sido usado em larga escala em propriedades pecuárias, com resultados bastante satisfatórios. Inoculantes Biológicos: Os inoculantes biológicos compostos por bactérias heteroláticas (principalmente Lactobacillus buchneri) e bactérias homoláticas (principalmente L. plantarum). objetivam acelerar a queda do ph, induzindo a exclusão competitiva de microrganismos indesejáveis, reduzindo a perda de nutrientes durante o metabolismo fermentativo e refermentativo. Os aditivos enzimáticos possuem principais atividades de catalase e hemicelulase. Já os bacterianos são culturas tanto homofermentativas, que são efetivos na produção de acido lático, quanto cepas heterofermentativas, que produzem além do ácido lático o ácido acético para auxiliar na estabilidade aeróbica. Resultados são controversos sobre os seus benefícios no decréscimo do ph, no teor de nitrogênio amoniacal, na redução na fração fibrosa, na digestibilidade e consumo de matéria seca, indicando a existência de variação entre a natureza do inóculo biológico e a forragem a ser ensilada. Lactobacillus plantarum A bactéria Lactobacillus plantarum (LP) é a principal representante do grupo das bactérias ácido-láticas (BAL) ou homoláticas, microrganismos tradicionalmente usados como estimulantes da fermentação na ensilagem de gramíneas anuais, leguminosas e gramíneas tropicais, e que se caracterizam pela elevada produção de ácido lático.(ávila,2007) Lactobacillus buchneri A bactéria L. buchneri (LB) é representante do grupo das bactérias heteroláticas, microrganismos que produzem quantidades significativas de outros ácidos orgânicos, como o acético e o propiônico, além do ácido lático. O ácido acético é reconhecidamente um agente inibidor do crescimento de leveduras, na faixa de ph normalmente encontrada nas silagens. A inoculação com LB na cana-de-açúcar ensilada foi inicialmente proposta baseando-se em resultados positivos de controle de populações de leveduras em silagens de milho. A variabilidade no padrão de resposta desse inoculante parece ser superior à assistida para outros aditivos. Possivelmente, esse efeito ocorra por tratar-se de microrganismos vivos, que dependem de grande número de fatores para um ótimo desenvolvimento. Esse efeito é bem marcante para a variável estabilidade aeróbia. Novas investigações, inclusive sobre os fatores determinantes da alta variabilidade nas respostas da silagem de cana à inoculação com LB, são necessárias para confirmar o potencial de controle da fermentação etanólica e incremento em valor nutritivo das silagens, demonstrados em alguns ensaios (ÁVILA, 2007). Nas tabelas 1 e 2, estão os resultados encontrados por Pedroso et al. (2007):

4 Na tabela 3, encontram-se os resultados encontrados por Schmidt et al, 2007.: Vários fatores podem interferir na eficiência do uso de aditivos em forragens, assim como na divergência dos resultados obtidos pelos autores citados, dentre esses fatores podemos citar: características da planta utilizada, teor de umidade, temperatura e ph da massa, teor de carboidratos solúveis, e população de microrganismos que vem do campo junto com a planta. CONCLUSÃO: Avaliando os dados conjuntamente, as respostas ao uso de aditivos na ensilagem não são muito consistentes. Essa conclusão foi obtida por outros autores, principalmente quando se analisa o componente animal. A escolha de um aditivo deve ser realizada analisando o custo total de aplicação do produto e o benefício potencial em valor nutritivo e redução de perdas. Dados disponíveis até o momento indicam a cal virgem como opção de aditivo de menor risco para ensilagem da cana-de-açúcar, embora o número de informações técnicas disponíveis ainda seja pequeno. A adição do Lactobacillus buchneri melhora a eficiência do processo de ensilagem da cana-de-açúcar, pois reduz as perdas de matéria seca e mantém o ph constante durante o período de aerobiose, promovendo maior estabilidade aeróbia do material ensilado. Atualmente há um número crescente de estudos com inoculantes biológicos, porém, o uso de inoculantes biológicos é questionável, em virtude principalmente, da viabilidade biológica do inóculo e das características intrínsecas da planta ensilada, entretanto, aditivos biológicos heterofermentativos, mostram-se promissores no controle da estabilidade aeróbia.

5 REFERÊNCIAS: ALCÁNTARA, E.; AGUILERA, A.; ELLIOT, R. et al. Fermentation and utilization by lambs of sugarcane harvested fresh and ensiled with and without NaOH. 4. Ruminal kinetics. Animal Feed Science and Technology, [S.l.], v. 23, p , ALLI, I.; FAIRBAIRN, R.; BAKER, B.E. The effects of ammonia on the fermentation of chopped sugarcane. Animal Feed Science and Technology, [S.l.], v. 9, p , ÁVILA, C. L. S. Isolamento e uso de Lactobacillus buchneri na ensilagem de capim-mombaça e cana-deaçúcar f. Tese (Doutorado em Zootecnia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, BOIN, C.; TEDESCHI, L.O. Cana-de-açúcar na alimentação de gado de corte. In: SIMPÓSIO SOBRE NUTRIÇÃO DE BOVINOS, 5., 1993, Piracicaba. Anais... Piracicaba: Fundação de Estudos Agrários Luiz de Queiroz, p CASTRILLÓN, M.V.; SHIMADA, A.S.; CALDERÓN, F.M. Manipulacion de la fermentacion en ensilajes de caña de azucar y su valor alimenticio para borregos. Técnica Pecuária en México, [S.l.], v. 35, p , DRIEHUIS, F.; WIKSELAAR, P.G. The occurrence and prevention of ethanol fermentation in high-dry-matter grass silage. Journal of Science of Food and Agriculture, [S.l.], v. 80, p , HIGGINBOTHAM, G.E.; MUELLER, S.C.; BOLSEN, K.K. et al. Effects of inoculants containing propionic acid bacteria on fermentation and aerobic stability of corn silage. Journal of Dairy Science, [S.l.], v. 81, p , KUNG JR., L.; STANLEY, R.W. Effect of stage of maturity on the nutritive value of whole-plant sugarcane preserved as silage. Journal of Animal Science, [S.l.], v. 54, p , LIMA, M.M.; MATTOS, W.R.S. Cana-de-açúcar na alimentação de bovinos leiteiros. In: SIMPÓSIO SOBRE NUTRIÇÃO DE BOVINOS, 5., 1993, Piracicaba. Anais... Piracicaba: FEALQ, p LIMA, J.A.; EVANGELISTA, A.R.; ABREU, J.G. et al. Silagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) enriquecida com uréia ou farelo de soja. In: REUNIÃO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 39., 2002, Recife. Anais... Recife: Sociedade Brasileira de Zootecnia, CD-ROM. McDONALD, P.; HENDERSON, A.R.; HERON, S.J.E. The biochemistry of silage. 2. ed. Marlow: Chalcomb Publication, MOLINA, L.R.; FERREIRA, D.A.; GONÇALVES, L.C. et al. Padrão de fermentação da silagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) submetida a diferentes tratamentos. In: REUNIÃO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ZOOTECNIA, 39., 2002, Recife. Anais... Recife: Sociedade Brasileira de Zootecnia, CD-ROM. PEDROSO, A. F. Aditivos químicos e microbianos no controle de perdas e na qualidade de silagem de canade-açúcar (Saccharum officinarum L.) f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba, SP, PEDROSO, A.F.; NUSSIO, L.G.; PAZIANI, S.F. et al. Fermentation and epiphytic microflora dynamics in sugar cane silage. Scientia Agricola, São Paulo, v. 62, p , PEDROSO, A.F.; NUSSIO, L.G.; LOURES, D.R.S. et al. Efeito do tratamento com aditivos químicos e inoculantes bacterianos nas perdas e na qualidade de silagens de canade-açúcar. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 36, n. 3, p , QUEIROZ, O. C. M. Associação de aditivos microbianos na ensilagem e o desempenho de vacas em lactação recebendo silagem de cana-de-açúcar comparada a um volumoso tradicional f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba, SANTOS, R.V.; EVANGELISTA, A.R.; PINTO, J.C. et al. Composição química da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) e das silagens com diferentes aditivos em duas idades de corte. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 30, p , SCHMIDT, P. Perdas fermentativas na ensilagem, parâmetros disgestivos e desempenho de bovinos de corte alimentados com rações contendo silagens de cana-de açúcar f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Universidade de São Paulo, Piracicaba, SCHMIDT, P.; MARI, L.J.; NUSSIO, L.G. et al. Aditivos químicos e biológicos na ensilagem de cana-de-açúcar. 1. Composição química das silagens, ingestão, digestibilidade e comportamento ingestivo. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 36, n. 5, p , SILVA, E.J.A.; BORGATTI, L.M.O.; MEYER, P.M. et al. Efeitos do teor de carboidratos solúveis sobre as características da silagem de cana-de-açúcar. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 37, n. 8, p , SIQUEIRA, G. R. et al. Associação entre aditivos químicos e bacterianos na ensilagem de cana-de-açúcar. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 36, n. 4, p , SIQUEIRA, G.R.; REIS, R.A.; SCHOCKEN-ITURRINO, P. et al. Perdas de silagens de cana-de-açúcar tratadas com aditivos químicos e bacterianos. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 36, n. 6, p , 2007.