Liziany Müller^1*, Paulo A. Manfron², Osmar S. Santos², Sandro L. P. Medeiros², Valdecir Haut¹, Durval Dourado Neto³, Evandro Binotto Fagan⁴ e Andrieli H. Bandeira⁵

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Foi realizado um experimento em ambiente protegido (túnel alto), no Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil, com objetivo de avaliar a produção e a composição bromatológica da forragem de milho produzida em hidroponia, identificando a densidade adequada de sementes e a data ideal de colheita. Adotou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado e os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial 4x2, constituídos por quatro densidades de semeadura (0,5 1,0 1,5 e 2,0 kg m^-²) e duas colheitas (10 e 20 dias). Não foi observada significância (P>0,05) à interação densidade de semeadura x data de colheita para todas as variáveis analisadas. O aumento da densidade de semeadura promoveu incremento no teor de proteína bruta e redução nos teores de fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido e lignina. A colheita aos 10 dias permitiu maiores valores (P<0,05) de fitomassa fresca e proteína bruta, e menores valores de estatura, fitomassa seca, fibra em detergente neutro e lignina. A forragem hidropônica de milho pode ser cultivada com densidade de semeadura de 2 kg m^-² e sua colheita podem ser realizadas aos 10 dias.

Palavras-chave: ambiente protegido, hidroponia, Zea mays.

The experiment was conducted inside a protected environment (tunnel) at Fitotecnia Department of the Universidade Federal of Santa Maria, RS, Brazil. This work aimed to evaluate the effect of different harvest dates and sowing densities in growth and bromatological composition of hydroponic corn fodder. It was utilized the randomized experimental design. Treatments consisted of four sowing densities (0.5, 1.0, 1.5 e 2.0 kg seed/m²) and two dates of harvests (10 and 20 days after germination) distributed in 4x2 factorial scheme. It was not observed interaction (P>0.05) between sowing densities and harvest date for all variables analyzed. Increment of sowing densities increased the values of crude protein and decreased the values of neutral and acid detergent fiber and lignin. The results indicates that the harvest at 10 days showed highest values (P<0.05) of crude protein and fresh biomass and lowest values of plant height, dry biomass, neutral detergent fiber and lignin. The best characteristics of hydroponic corn fodder were verified in 2.0 kg seed/m² and harvest at 10 days after sowing.

Key words: protected environment, hydroponic system, Zea mays

A pecuária brasileira está baseada na alimentação a pasto, assim, em decorrência da falta de chuvas em 2004/2005, registraram-se grandes prejuízos, provocando, em alguns Estados, a morte de centenas de animais por falta de alimentação. Portanto, faz-se necessária a adoção de alternativas que visem minimizar possíveis fatores climáticos adversos. O estudo de novas tecnologias de suplementação alimentar se torna importante para que a produção animal não sofra redução nos seus índices de produtividade.

O cultivo de forragem hidropônica é uma tecnologia de produção de biomassa vegetal, obtida através da germinação e crescimento inicial de plantas a partir de sementes viáveis (FAO, 2001). Seu objetivo é suprir as necessidades nutricionais dos animais, principalmente durante épocas secas ou frias do ano, em que a baixa produção e a redução na qualidade da forragem das espécies nativas ficam aquém das exigências nutricionais.

O uso da forragem hidropônica como fonte suplementar pode aumentar a produção animal, pois suas exigências nutricionais estarão sendo atendidas, além da melhor utilização da pastagem, permitindo taxas mais alta de lotação animal, elevando a produção por área.

A forragem hidropônica se destaca por ser constituído de plantas de crescimento acelerado, com ciclo curto de produção, e elevado rendimento de fitomassa fresca, possuindo pouco conteúdo de fibras, alto teor protéico e bom digestibilidade, por se encontrar em fase inicial de formação, contendo grande quantidade de aminoácidos livres que serão facilmente aproveitados pelos animais (FAO, 2001; Sandia, 2003, Santos et al., 2004). Em vários países, inclusive no Brasil, principalmente nas regiões nordeste e centro-oeste, as produções de forragem em hidroponia vêm sendo utilizadas para suplementação animal (Henriques, 2000; Santos, 2000; FAO, 2001). Na Venezuela o uso de forragem hidropônica de milho se apresenta como uma alternativa viável, econômica, segura e palatável que pode ser utilizado na nutrição de ruminantes e não ruminantes (Flores et al., 2004).

Experimentos têm sido realizados com fornecimento de forragem hidropônica para animais, demonstrando que esta é uma opção eficiente na alimentação animal. Em cordeiros desmamados alimentados com forragem hidropônica de aveia, obteve-se 0,240 kg de ganho médio diário de peso e conversão alimentar de 4,68 kg alimento/ kg de peso vivo. Em vacas leiteiras o uso suplementar de forragem hidropônica permitiu incremento de 18% na produção leiteira (FAO, 2001). Espinoza et al. (2004) observaram maior ganho de peso em bovinos alimentados com pastagem (70%) mais forragem hidropônica de milho (30%), 1,107 kg/animal/dia, em relação aqueles alimentados só com pastagem, 0,696 kg/animal/dia.

Conforme FAO (2001), para o cultivo de forragem hidropônica, a densidade de semeadura ótima está entre 2,2 a 3,4 kg m^-². Entretanto, Pilau et al. (2004) ao avaliarem as densidades de semeadura 2 e 3 kg m^-² na produção de forragem hidropônica de milho não observaram diferença significativa na produção de fitomassa seca, teor de proteína bruta e fibra bruta. Amorim et al. (2001) observaram, na produção de forragem hidropônica de milho com densidades de semeadura de 1,0 e 2,0 kg m^-², maior produção de fitomassa seca e proteína bruta para densidade de 2,0 kg m^-².

Henriques (2000) relata que, na produção de forragem hidropônica, colheitas precoces podem resultar em baixo rendimento por área, entretanto colheitas tardias podem acarretar grande competição entre plantas e perda de qualidade nutricional, e que sob condições favoráveis esta deverá ser feita entre 16 e 20 dias. Já Sandia (2003) menciona que o período de crescimento da forragem hidropônica deve compreender entre 8 a 12 dias. FAO (2001) cita que a colheita da forragem hidropônica deve ser realizada entre os 10 e 12 dias, pois a partir desse período se inicia intenso processo de perda de qualidade nutricional, mas, em certos casos, por estratégia, pode ser realizada aos 14-15 dias.

Os objetivos deste trabalho foram avaliar a produção e a composição bromatológica da forragem de milho produzida em sistema hidropônico, identificando a densidade adequada de sementes e a data ideal de colheita.

O experimento foi conduzido em fevereiro de 2002, no Núcleo de Pesquisa em Ecofisiologia e Hidroponia no Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil, (S 29°42’ W 53°42’, altitude: 95m). O clima da região, segundo a classificação de Köppen é subtropical úmido com verões quentes (Moreno, 1961).

A forragem hidropônico de milho foi cultivada em túnel alta modelo "Hermano" com 6 m de largura e 27 m de comprimento (162 m²), disposto no sentido norte-sul, coberto com polietileno de baixa densidade (PEBD) com espessura de 150 micra, aditivado contra raios ultravioleta. No interior do túnel, utilizou-se 48 canteiros de 1 m² (cada canteiro constitui-se uma unidade experimental) recobertos com filme plástico preto, estendido sobre o solo nivelado, sendo as bordas limitadas por guias de madeira com 6 cm de altura, estaqueadas no solo. Diariamente, realizou a abertura das laterais às 8:00 h e seu fechamento às 18:00 h, exceto em dias chuvosos ou com muito vento, ocasiões em que túnel permaneceu fechado.

Adotou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com seis repetições para as avaliações de estatura, fitomassa fresca e seca de plantas, e três repetições para as variáveis bromatológicas: proteína bruta, fibra em detergente neutro e ácido, hemicelulose, celulose e lignina, distribuídas em esquema fatorial 4x2, constituídos por quatro densidades de semeadura (0,5 1,0 1,5 e 2 kg m^-²) e duas colheitas (10 e 20 dias).

A fim de analisar a qualidade da semente de milho adquirida no mercado local, foram enviadas amostras para o Laboratório de Análise de Sementes do Núcleo de Sementes/UFSM, onde foi determinado o grau da pureza (99,4%), a germinação (87%) e o peso de mil sementes (303,5 g). Posteriormente, estas foram acondicionadas em baldes plásticos para o processo de pré-germinação, constituído de submersão em água por 24 horas, após escorrimento da água e repouso por mais 48 horas.

A semeadura foi realizada manualmente e o mais uniforme possível, no período vespertino, com sementes de milho (Zea mays L.) não selecionadas, sem tratamento químico, sobre uma camada de 2 cm de substrato composto de capim-elefante seco triturado.

O sistema hidropônico adotado foi o aberto, sem reaproveitamento de solução aplicada. A solução nutritiva foi estocada em tanque de fibra de vidro com capacidade de 2000 L. Tanto a aplicação de solução nutritiva quanto a irrigação com água foram feitas através de rede de canos de PVC e mangueira preta de uma polegada, automatizada por temporizador (timer), conectado a moto-bomba com 1,0 cv de potência e sistema de irrigação por nebulização, com irrigações a cada 5 h, nos períodos mais frescos e dias nublados, e a cada 1 h nos períodos mais quentes, sempre com duração de dois minutos, perfazendo em média 3-4 Lm^-² ao dia.

Logo após a semeadura, iniciou-se a irrigação com água pura durante os três primeiros dias e, posteriormente, com solução nutritiva, a qual foi composta de (mg L^-1): Ca=69,7 N=105,9 P=18,9 K=129,6 Mg=15,0 S=19,5. Os micronutrientes seguiram a recomendação de Neves (2001). O ferro foi quelatizado com EDTA e utilizado na dose de 1L 1000 L^-1 (Furlani e Furlani, 1988).

A estatura das plantas foi mensurada com auxilio de régua milimetrada. As análises de fitomassa seca, proteína bruta, fibra em detergente neutro e ácido, celulose, hemicelulose e lignina foram realizadas no Núcleo Integrado de Desenvolvimento em Análises Laboratoriais / UFSM, segundo as metodologias descritas por Silva (1991) a partir de amostras colhidas em cada unidade experimental no tamanho de 0,33 m x 0,66 m, as quais continham a planta inteira com raiz e inclusive sementes não germinadas e o substrato utilizado na semeadura (capim elefante).

Os dados obtidos foram submetidos à análise da variância, sendo as densidades de semeaduras avaliadas através da análise de regressão e as médias das colheitas comparadas entre si pelo teste F.

Não foi observada significância (P>0,05) à interação densidades de semeadura x data de colheita para todas as variáveis analisadas.

Figura 1. Equações de regressão ajustadas e coeficientes de determinação para densidades de semeadura em cultivo de forragem hidropônica de milho.

Corroborando com os resultados deste estudo, Sandia (2003) relata haver, também, decréscimo no teor de PB em relação ao aumento da idade da colheita, aos 12 dias a forragem hidropônica apresenta 17,4% e aos 14 dias possui 13,4% de PB. Balieiro et al. (2000) e Pereira et al. (2003) na produção de forragem hidropônica de milho sobre substrato de capim elefante, obtiveram teores de 11,7% PB aos 16 dias e 13,1% PB aos 22 dias, respectivamente, valores próximos ao encontrado nesse estudo aos 20 dias, cujo substrato utilizado também foi capim elefante, mas bem inferior aos valores determinados aos 10 dias (18,3%).

Na formulação de dietas alimentares, a importância do teor de proteína decorre de sua essencialidade direta para o organismo animal, para fins de mantença e produção de carne, leite e lã, assim como de forma indireta, via atividade da microbiota ruminal (Paulino, 1999). Embora seja exigido o mínimo de 7% de PB para garantir a fermentação dos carboidratos estruturais no rúmen, um valor mais alto é necessário para o atendimento das exigências protéicas do organismo animal (Van Soest, 1994). Os requerimentos de proteína bruta para cordeiros recém desmamados, com 10 e 20 kg de peso vivo são de 26,2% e 16,9% de PB, novilhos em engorda 11% PB e vacas de 500 kg PV produzindo leite até 17 kg, diariamente, com 4% de gordura, são de 14% de PB (NRC, 1985 1989 1996).

Entretanto, ao se avaliar pastagem nativa, silagem de milho e sorgo, alimentos volumosos comumente utilizados na nutrição de animais, verificam-se baixos teores PB. Soares (2002), em pastagem nativa, na cidade de Eldorado do Sul - RS, no mês de março e maio, obteve teor protéico de 7,3 e 7,7% PB, respectivamente. Melo et al. (1999) ao avaliarem o teor de PB da silagem de 30 cultivares de milho, observaram variação de 5,9 a 8,9%. Faturi (2002) obteve 5,5 e 8,0% de PB em silagem de sorgo e milho, respectivamente, e Vargas Júnior (2000) encontrou 5,2% de PB em silagem de sorgo. Assim, os teores de proteína bruta referidos não atenderão as necessidades da dieta, portanto, a suplementação com forragem hidropônica, que possui alto valor PB (18,25% aos 10 dias), pode ser considerada excelente opção para complementar a alimentação de animais.

O conteúdo da fibra em detergente neutro se relaciona com a ingestão de fitomassa seca e a energia de volumosos e concentrados pelos ruminantes (Conrad et al. 1966). Rações contendo alto teor de FDN promovem redução na ingestão de FS total, em função da limitação provocada pelo enchimento do retículo-rúmen do animal. Entretanto, rações contendo alto teor de concentrado, com baixo nível de fibra, também podem resultar em menor ingestão total de FS, uma vez que as exigências energéticas do animal podem ser atingidas em níveis mais baixos de ingestão, além de causarem ao animal incapacidade de regular o pH e o meio ambiente ruminal (Van Soest e Mertens, 1984; Mertens, 1988).

Segundo Carvalho (2001), a redução do desempenho animal devido à menor quantidade de fibra na dieta é descrita através de uma série de eventos que se iniciam pela redução da atividade mastigatória, o que leva a menor secreção de saliva, que favorece a redução do pH ruminal, alteração do padrão de fermentação, redução da relação acetato:proprionato, que, em última análise, altera o metabolismo animal, com redução do teor de gordura do leite. De acordo com o NRC (1989), as dietas de vacas em lactação devem conter, no mínimo, 25 a 28% de FDN, com 75% deste total sendo suprido por forragens. Considerando, que os concentrados mais utilizados na alimentação animal, como milho e farelo de soja possuem 11,40 e 14,20% de FDN, a utilização da forragem hidropônica seria adequada para a dieta dessa categoria animal.

Os ruminantes são melhores conversores dos principais constituintes da FDN, celulose e hemicelulose em energia digestível, sendo a maior parte da celulose digerida no rúmen enquanto considerável porção da hemicelulose escapa sendo fermentada nos intestinos. A digestibilidade da hemicelulose está diretamente relacionada com a celulose e inversamente com a lignina. A lignina também é um componente da FDN considerada indigerível e inibidora da digestibilidade das plantas forrageiras; seu teor aumenta com a maturidade fisiológica das plantas e, dependendo do grau de lignificação, dificulta o aproveitamento da celulose e hemicelulose (Van Soest, 1994).

Soares (2002) ao avaliar a pastagem nativa no RS, no meses de março e maio, obteve teores de hemicelulose (31,82 e 28,40%) e celulose (39,69 e 39,13%), respectivamente, valores superiores aos deste estudo, e teor de lignina 7,26 e 7,13%, respectivamente, valores similares aos da colheita aos 10 dias. Vargas Júnior (2000) em silagem de sorgo obteve teores de 24,1, 26,7 e 9,1% para hemicelulose, celulose e lignina, respectivamente, valores esses intermediários aos observados entre as colheitas deste estudo.

Densidade de semeadura de 2 kg m^-2 proporciona aumento no teor de proteína bruta e redução na fibra em detergente neutro e ácido e lignina.

A colheita aos 10 dias apresenta maior rendimento de fitomassa seca e teor de proteína bruta e menor teor de fibra em detergente neutro e lignina.