O objetivo deste trabalho foi analisar a digestibilidade da biomassa de plantas soja para silagem, cultivadas no campo, após a pulverização do inibidor da enzima coniferaldeído desidrogenase.

Autores: GONZAGA, D.E.R.1; MARTINS, G.G.1; FILHO, E.R.M.1; JOIA, B.M.1; RIOS, F.A.2; SANTOS, W.D. dos1

Trabalho publicado nos Anais do evento e divulgado com a autorização dos autores.

Introdução

A soja (Glycine max (L.) Merrill) é uma leguminosa proveniente do continente asiático que possui grande importância no cenário econômico mundial. Segundo a Embrapa (2018), atualmente, o Brasil é o segundo maior produtor de grãos de soja no mundo, ficando atrás apenas dos Estados Unidos. Além disso, a soja por ser uma oleaginosa rica em proteínas, serve de base para a alimentação humana e para animais ruminantes (Roessing et al., 2005). Devido ao aumento das culturas de milho, cana-de-açúcar, algodão e eucalipto, às áreas de pastagens estão cada vez menores e, por conta disso, é imprescindível a adoção de tecnologias que proporcionem uma bovinocultura de ciclos curtos com o objetivo de aumentar o ganho de peso dos ruminantes.

Assim, a dieta dos ruminantes, quando não composta por pastagens, é composta por silagens de gramíneas, geralmente de milho, que apresenta baixa concentração proteica e, por conta disso, é um fator limitante para a alimentação de animais com grande demanda nutricional, sendo necessária a utilização de concentrados proteicos, o que encarece a produção animal (Rigueira, 2007). A utilização de silagem de leguminosas apresenta-se como boa alternativa para aumentar os níveis proteicos na dieta dos animais, pois além de apresentar alta palatabilidade. O teor de matéria seca, no período ideal para colheita, está entre 30 e 40%, possibilitando compactação maior e mais rápida quando comparada com às gramíneas (Gavioli, 2011). Estudos realizados na via dos fenilpropanoides (Santos et al., 2008) evidenciaram que, em determinadas concentrações, alguns inibidores enzimáticos dessa via elevam a digestibilidade do bagaço de cana-de-açúcar em até 250% (Santos; Buckeridge, 2011). Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a digestibilidade da biomassa de plantas soja para silagem, cultivadas no campo, após a pulverização do inibidor da enzima coniferaldeído desidrogenase.

Material e Métodos

O experimento foi conduzido de outubro de 2017 a fevereiro de 2018, na Fazenda Experimental de Iguatemi, da Universidade Estadual de Maringá. O delineamento experimental foi de blocos inteiramente casualizados em cinco repetições. As parcelas mediram 3,0 m de comprimento e 5,0 m de largura, totalizando 15,0 m2. A área útil das parcelas foi de 8 m2, sendo 4,0 m de comprimento e 2 m de largura, pois 0,5 m de bordadura foi descontado para evitar possíveis contaminações. A semeadura foi realizada no dia 19 de outubro de 2017, utilizando a cultivar BMX potência RR, com espaçamento entrelinhas de 0,45 m.

O controle de doenças, insetos-praga e plantas daninhas foi efetuado conforme as recomendações da cultivar. A aplicação do inibidor foi feita através da pulverização foliar, na velocidade de 1 ms-1, utilizando um pulverizador costal modelo XR11003 pressurizado por CO2 a 38lb pol-2. O tratamento foi organizado da seguinte forma: testemunha sem aplicação e inibidor na concentração de 1,0 mmol L-1, no estádio V3. Na Tabela 1, são apresentadas as condições climáticas no momento da aplicação. Para melhor espalhamento do inibidor sobre as folhas, foi utilizado um adjuvante (Aureo®) na concentração de 0,5% V/V. A Tabela 2 mostra a concentração do inibidor por área aplicada.

A colheita das plantas foi realizada no dia 1 de fevereiro de 2018, coletando-se 5 plantas de cada parcela, no estádio de semente cheia (R6), sendo a época mais adequada para a colheita da soja para silagem devido ao alto valor proteico e produção de matéria seca. Após a colheita, as plantas de soja de cada parcela foram trituradas em uma ensiladeira, formando uma única biomassa, pretendendo simular o que acontece no campo, onde a planta inteira é triturada e armazenada para servir de alimentação para ruminantes. Posteriormente, a biomassa foi transferida para uma estufa de secagem com ventilação forçada e, após a secagem, a amostra de cada parcela foi retriturada em um moinho faca e armazenada em estufa até o momento das análises. Para os ensaios de digestibilidade da biomassa lignocelulósica, os açúcares solúveis da biomassa foram retirados de acordo com os métodos de Souza et al. O material resultante (AIR-resíduo insolúvel em álcool) foi seco a 60°C e utilizado nas etapas seguintes.

Após a secagem, para a realização da digestibilidade enzimática, foram pesados 15 mg da biomassa (AIR) em microtubos e suspendidos em tampão acetato (50 mmol L-1, pH 5,0), juntamente com 20 U mL-1 de xilanase obtida do extrato de Aspergillus niveus para um volume total de reação de 1,0 mL. As amostras, junto com um controle (amostra sem enzima), foram incubadas a 50 °C, sendo realizadas as análises após 4 horas de digestão. Após a incubação, o sobrenadante foi analisado pelo método do DNS (Miller, 1959) para detecção de açúcares redutores liberados durante o processo. Os açúcares foram então quantificados por espectrofotômetro a 540 nm e os valores foram expressos em mg g-1 de biomassa. Os resultados obtidos foram submetidos à análise para determinar a significância das diferenças entre as amostras realizando o teste de Dunnett com P≤0,05, através do programa Graph Pad Prism® (Versão 6,0).

Tabela 1. Condições climáticas da Fazenda Experimental de Iguatemi durante a aplicação do inibidor enzimático da via dos fenilpropanoides em plantas de soja.

Resultados e Discussão

Na Figura 1, pode-se observar um aumento significativo de 30% na digestibilidade das plantas de soja que foram tratadas com o inibidor enzimático no estádio V3 e colhidas no ponto de silagem (R6). O resultado obtido pela aplicação do inibidior enzimático da via de síntese da lignina resultou no mesmo aumento obtido pela técnica de CRISPR/Cas9. Assim, a aplicação foliar do inibidor apresenta-se como uma alternativa vantajosa ao uso de organismos geneticamente modificados. Por ser um composto natural, além de não oferecer riscos ao meio ambiente, a técnica permite ajustar facilmente a intensidade da inibição, bastando para isso modificar a concentração do modulador. Desse modo, a técnica pode ser ajustada para diferentes variedades, culturas e condições de manejo. Plantas de soja tratadas com o inibidor se apresentam como uma nova alternativa para a produção de forragem contribuindo com o aumento do ganho de peso de ruminantes em ciclos mais curtos, além de reduzir os custos com concentrados proteicos.

Figura 1. Sacarificação da soja após 4 h de digestão enzimática.

Conclusão

A partir dos resultados, pode-se concluir que a aplicação do inibidor em plantas jovens de soja (estádio V3), na concentração de 1,0 mmol L-1, e colhidas no estádio R6, é eficiente no aumento da sacarificação enzimática.


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Referências

EMBRAPA. Soja em números (safra 2017/2018). Londrina: Embrapa Soja, 2018. Disponível em: < https://www.embrapa.br/soja/cultivos/soja1/dados-economicos>. Acesso em: 28 mai. 2019.

GAVIOLI, I. L. de C. Silagens de soja e de ponta de cana-de-açúcar no desempenho de cordeiros. 2011. 63 f. Dissertação (Mestrado eme Zootecnia) – Instituto de Zootecnia, Nova Odessa.

MILLER, J. L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, v. 31, n. 3, p. 426-428, 1959.

RIGUEIRA, J. P. S. Silagem de soja na alimentação de bovinos de corte. 2007. 62 f. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) -Universidade Federal de Viçosa, Viçosa.

ROESSING, A. C.; SANCHES, A. C.; MICHELLON, E. As perspectivas de expansão da soja. In: CONGRESSO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ECONOMIA E SOCIOLOGIA RURAL, 43., 2005, Ribeirão Preto. Instituições, eficiência, gestão e contratos no sistema agroindustrial: anais. Ribeirão Preto: Sober: Pensa: UERJ: Embrapa Florestas: FEA-RP: USP, 2005. 1 CD-ROM.

SANTOS, W. D. dos; FERRARESE, M. L. L.; NAKAMURA, C. V.; MOURÃO, K. S. M.; MANGOLIN, C. A.; FERRARESE-FILHO, O. Soybean (Glycine max) root lignification induced by ferulic acid: the possible mode of action. Journal of Chemical Ecology, v. 34, p. 1230. DOI: 10.1007/s10886-008-9522-3. 2008.

SANTOS, W.D. dos; BUCKERIDGE, M. S. Processo para aumentar a digestibilidade da parede celular de uma planta, composição para inibição de enzimas constituintes da via dos fenilpropanóides e uso de moduladores ou inibidores químicos. BR 020110095739, 14 set. 2011. (Instituto Nacional de Propriedade Industrial, Patente).

SOUZA, A. P. de; KAMEI, C. L. A.; TORRES, A. F.; PATTATHIL, S.; HAHN, M. G.; TRINDADE, L. M.; BUCKERIDGE, M. S. How cell wall complexity influences saccharification efficiency in Miscanthus sinensis. Journal of Experimental Botany, v. 14, p. 4351-65, 2015.

Informações dos autores

1Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Bioquímica, Avenida Colombo, 5790, CEP 87020-900, Maringá-PR, diegoerg@hotmail.com;

2Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Agronomia.

Disponível em: Anais da 37ª Reunião de Pesquisa de Soja. Londrina – PR, Brasil.

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