Espectroscopia de infravermelho próximo para caracterização nutricional de gramíneas dos gêneros Urochloa, Cynodon e Megathyrsus
Data
2023-02-10
Autores
Serafim, Camila Cano
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Resumo
A pecuária brasileira é representada em grande parte pela criação de bovinos a pasto de gramíneas tropicais. Para monitorar o valor nutritivo dessas forrageiras são realizadas análises químicas por métodos convencionais. Como alternativa a esses métodos, tem-se utilizado a Espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) de forma mais rápida, ecologicamente correta por não utilizar reagentes químicos e por determinar diversos parâmetros simultaneamente. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de modelos preditivos para caracterizar os atributos nutricionais de gramíneas tropicais do gênero Cynodon, Megathyrsus e Urochloa pela NIRS, e avaliar o efeito de validações espécie-específicas em modelos multiespécies. O banco amostral total foi constituído de 1120 amostras, sendo 712 amostras de Urochloa brizantha cultivares Marandu e Piatã, compostas de lâmina foliar e colmo+bainha, coletadas de propriedades com sistema de pastejo com lotação contínua; 345 amostras de Megathyrsus maximus cultivar Tanzânia compostas de lâmina foliar, colmo+bainha e planta inteira, de uma propriedade com sistema de pastejo com lotação contínua; e 63 amostras de Cynodon spp. cultivar Tifton 85 compostas de lâmina foliar, colmo+bainha e planta inteira, de uma propriedade com área para fenação. Com as amostras secas e moídas determinaram-se os teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA) e cinzas (esse último apenas para M. maximus), além de se determinar a digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS), pelas metodologias bromatológicas de referência. Posteriormente, as amostras foram escaneadas em espectrômetro Vis-NIR para obtenção dos espectros na faixa de comprimento de onda de 1100 a 2500 nanômetros. A análise de componentes principais (PCA) foi empregada para análise exploratória, seja com os resultados dos métodos convencionais, seja com os espectros NIRS coletados em valores de absorbância. A calibração dos modelos preditivos foi realizada a partir do emprego da regressão por mínimos quadrados parciais (PLS). Com o banco amostral de M. maximus foram desenvolvidos e validados modelos espécie-específicos para cada atributo nutricional estudado, enquanto para o estudo dos modelos com amostras de U. brizantha, Cynodon spp. e M. maximus, esses foram calibrados e validados de forma conjunta, originando modelos multi-espécies, e em seguida as validações foram fragmentadas em espécie-especificas para teste desses mesmos modelos. Os modelos desenvolvidos demonstraram excelente capacidade preditiva para os teores de cinzas, PB, DIVMS, FDN e FDA de M. maximus cv. Tanzânia. Foram obtidos resultados de coeficiente de determinação (R²) maior que 0,90; taxa de desvio preditivo (RPD) acima de 3; taxa de desvio da performance (RER) maior que 12 para todos os parâmetros estudados, com uso de sete a oito variáveis latentes (VL). Dessa forma, pode-se considerar a metodologia NIRS como uma ferramenta alternativa para a avaliação nutricional do capim Tanzânia nas condições apresentadas. Os modelos preditivos multi-espécies de U. brizantha, M. maximus e Cynodon spp., apresentaram boa capacidade de predição da composição nutricional dessas espécies forrageiras, com resultados para PB, DIVMS, FDN e FDA de R² na faixa de 0,84 a 0,89; RPD de 2,5 a 3,0; RER > 11 e Bias próximos de 0. Na validação de forma espécie-específica dos modelos multi-espécies, sua precisão diminuiu para alguns atributos, classificados com baixa ou nenhuma qualidade de uso. Para os parâmetros DIVMS (R² 0,38; RPD 1,3; RER 4,4) e FDN (R² não significativo; RPD 0,9; RER 3,7) de Cynodon spp, e para DIVMS (R² 0,54; RPD 1,5; RER 6,6) e FDA (R² 0,51; RPD 1,4; RER 5,2) de M. maximus não foi possível considerar os modelos NIRS como alternativa às técnicas convencionais da análise dessas gramíneas. Conclui-se que modelos multi-espécies devem possuir um número amostral suficiente para representar cada espécie analisada, bem como ser avaliados minuciosamente para evitar possíveis predições errôneas e indesejadas. Em geral, os resultados encontrados demonstram que a espectroscopia de infravermelho próximo apresenta potencial como alternativa para a análise de atributos nutricionais de gramíneas tropicais. Entretanto, o estudo de todo o processo de modelagem apresenta importância e é preciso observar fatores de variabilidade extrema que possam afetar negativamente a precisão dos modelos e formas de amenizá-los, principalmente em relação a constituição do banco de dados.
Descrição
Palavras-chave
Análise quantitativa, Gramíneas tropicais, Modelos de predição, Quimiometria, Valor nutritivo