Forragicultura 4 Anatomia e valor nutritivo de forragens

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Aula 4: 
Aspectos anatômicos de plantas 
forrageiras e valor nutritivo da 
forragem 
Universidade Federal de Lavras 
Departamento de Zootecnia 
GZO 149 - Forragicultura 
Prof. Carla Ávila 
Roteiro de aula 
2 
 Valor nutritivo 
 Conceitos de valor nutritivo e qualidade da forragem 
 Anatomia vegetal: parede celular 
 A célula vegetal: enfoque nutricional 
 Tecidos vegetais 
 Fatores que influenciam o VN da forragem 
 Ambiente vs. Valor Nutritivo 
 Considerações finais 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
3 
 
Sistema de produção animal: atender as necessidades 
fisiológicas desses animais 
 
As plantas forrageiras são essenciais na dieta de animais 
ruminantes; 
 
Principal fonte de fibra 
“ O valor nutritivo é definido como a interação entre a 
composição química da forragem, sua digestibilidade e natureza 
dos produtos da digestão” 
 
“Qualidade da forragem ou valor alimentício pode ser definido 
como o consumo de energia digestível e é mais adequadamente 
avaliado pelo desempenho animal 
Valor nutritivo: quimica e digestibilidade 
 
Qualidade refere-se a associação entre comp. bromatológica, 
digestibilidade e consumo voluntário, dentre outros fatores” 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
Conhecer os fatores que afetam o valor nutritivo das plantas 
forrageiras: a organização dos tecidos e órgãos (folha e caule) e a 
composição química; 
 
Como e onde os nutrientes da planta podem ser utilizados pelos 
animais; 
 
Inferir sobre a quantidade e tipos de nutrientes que podem ser 
fornecidos na dieta 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
Importância: 
6 
Boca Retículo 
Esôfago 
Omaso 
Abomaso Rúmen 
Intestino 
Microrganismos 
Bactérias, protozoários e fungos 
 
Celulose 
Hemicelulose 
Pectinas 
Frutosanas 
Amido 
Outros polissaca. 
Açúcares 
Mono ou 
dissacarídeos 
Acético, propiônico, butírico Principais gases: 
 metano, CO2 
interações 
Proteínas: 
aminoácidos e 
peptídeos 
amônia e ác. 
graxo 
Absorvidos pela 
parede do rúmen 
Fermentação Microbiana no rúmen: 
 
 
 
Lipídeos: 
hidrolisados a ácidos 
graxos de cadeia 
longa e 
hidrogenados 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
A célula vegetal 
 
 
Anatomia vegetal 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
9 
A célula vegetal 
Foco em forragicultura 
A célula vegetal 
10 
A parede celular 
11 
Estrutura em camadas da parede celular com a orientação das 
microfibrilas de celulose 
A parede celular 
12 
Lamela 
média 
Parede 
celular 
primária 
Membrana 
plasmática 
Membrana e parede 
celular 
Microfibrilas 
de celulose 
Hemicelulose e 
glicanas 
Pectina 
Estrutura da Parede Celular Vegetal 
 A célula vegetal: Enfoque nutricional 
13 
A celulose é o polissacarídeo mais abundante na natureza (> 
proporção na parede celular). É um composto orgânico formado de 
cadeias lineares de glicose, em que as enzimas dos 
microorganismos ruminais conseguem hidrolisá-la, disponibilizando 
a glicose 
A hemicelulose é composta de carboidratos complexos (lineares e 
ramificados) formados por diferentes açúcares: manose, xilose, 
arabinose e galactose (proporção intermediária na parede celular) 
A lignina é um polímero de álcoois cumarílico, coniferílico e 
sinapílico ou de ácidos fenólicos (< proporção na parede celular) 
Diferentes taxas de degradação no rúmen 
Componentes da parede celular 
14 
Classificação e importância dos CHO’s 
Figura 1: CHO’s das plantas (adaptado de HALL, 2001). 
Parede 
celular 
Hemicelulose Celulose 
Pectina 
B-glucano 
Galacto glucanos 
 
 FDA 
FDN 
Carboidratos nas Plantas 
Conteúdo Celular 
Frutosanas Amidos Açúcares 
 
Ácidos 
Orgânicos 
 
Fibra Solúvel em 
Detergente Neutro 
 
Carboidratos Solúveis em Detergente 
Neutro 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
15 
Anatomia vegetal 
Foco em forragicultura 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
16 
As espécies forrageiras constituem-se de diversos tipos de 
tecidos, cuja composições química e física estão diretamente 
relacionadas às suas funções na planta 
 
Tecidos de sustentação apresentam células densamente 
agrupadas, com paredes espessas e lignificadas (xilema, 
esclerênquima) 
 
Tecidos de assimilação são ricos em cloroplastos e 
apresentam células com parede delgada e não-lignificada 
(mesófilo) 
17 
Tecidos vegetais 
Valor Nutritivo de Plantas Forrageiras 
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Tecido vascular 
Bainha parenquimática dos feixes 
Epiderme 
Esclerênquima 
Mesofilo 
Seção transversal de lâmina foliar de Brachiaria decumbens 
FV: feixe vascular; EP: epiderme; XIL: xilema; CBF: célula da 
bainha do feixe; F: floema; ESC: esclerênquima; MES: mesofilo. 
 Coloração avermelhada: sítios de lignificação 
 As células e os tecidos vegetais 
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EPIDERME: 
 Esse tecido fornece proteção mecânica e transpiração. A sua 
posição superficial oferece características peculiares. A mais 
importante é a presença da cutina na parte celular externa, 
sendo que esta característica é mais comum no colmo do que na 
folha e na parte abaxial em relação e adaxial. 
 As células epidérmicas de algumas espécies também contêm 
altos níveis de sílica e de taninos. 
 Em leguminosas e na maioria dos cultivares de gramíneas de 
clima temperado, a epiderme é perdida da folha rapidamente 
com a mastigação e digestão, ao passo que nas gramíneas de 
clima tropical, a epiderme não é facilmente perdida 
 As células e os tecidos vegetais 
21 
BAINHA PARENQUIMÁTICA DO FEIXE (BPF): 
Trata-se de um grupo de células contendo cloroplastos e 
apresentam altas proporções de amido e proteína. 
Este tecido circunda o tecido vascular das folhas de gramíneas 
tropicais e é circundado pelas células do mesofilo. 
Apesar desse tecido apresentar elevadas concentrações de 
nutrientes, em geral, ele é de difícil digestão pois a parede celular é 
passível de lignificação. Altas proporções em C4 e pouco em C3 
 As células e os tecidos vegetais 
22 
ESCLERÊNQUIMA (ESC): 
Composto de fibras longas e estreitas, que desenvolvem espessa 
parede celular secundária e que se tornam lignificadas com a 
maturidade. 
 
Estão presentes principalmente em gramíneas. Nas folhas de 
gramíneas aparecem ligando a epiderme à BPF produzindo uma 
estrutura coesa, dificultando a fragmentação. No colmo, forma o 
anel esclerenquimático lignificado 
 As células e os tecidos vegetais 
23 
PARÊNQUIMA: Constitui insignificante proporção da secção de 
lâminas foliares, mas é o tecido predominante na bainha e no colmo 
de gramíneas e no pecíolo e caule de leguminosas. 
 
Nas leguminosas, não se tornam lignificados, sendo prontamente 
digestíveis. 
 
No entanto, na bainha e colmo de gramíneas apresentam 
barreiras para a digestão, tanto pelo grande volume que ocupam, 
como pelo desenvolvimento de PCS espessa, que pode sofrer 
lignificação em maior ou menor grau, dependendo da espécie e da 
maturidade 
 As células e os tecidos vegetais 
24 
MESOFILO: 
 
Este conjunto de células possui elevadas concentrações de 
cloroplastos e são responsáveis pela fixação de CO2. As células 
apresentam somente a parede celular primária, não são lignificadas 
e, desse modo, são altamente digestíveis. 
 
Em folhas de leguminosas e gramíneas de clima temperado, as 
células do mesofilo são mais livremente arranjadas do que nas 
gramíneas de clima tropical.Em leguminosas e C3 entre os espaços formados pela célula do 
mesófilo concentra-se pectina, o que explica a diferença de [ ] deste 
carboidratos entre as espécies 
 As células e os tecidos vegetais 
25 
 COLÊNQUIMA: está presente em leguminosas. Possui paredes 
espessas, mas sem lignificação, sendo rapidamente digerido 
TECIDOS VASCULARES: O floema e células cambiais são de parede 
delgada e não lignificada. Outros tecidos vasculares, no entanto, têm 
paredes espessadas e fortemente lignificadas, seja em lâminas 
foliares, bainhas ou caules 
 A célula vegetal: Enfoque nutricional 
26 
Dos componentes químicos associados à parede celular, a lignina é o 
composto que, reconhecidamente, limita a digestão dos 
polissacarídeos da parede celular e dos demais nutrientes do 
conteúdo 
A lignificação da PC pode limitar a digestão por meio de dois 
possíveis mecanismos: 
1) Efeito tóxico de componentes da lignina aos microorganismos do 
rúmen 
2) Impedimento físico e hidrofóbico causado pela ligação lignina-
polissacarídeo, que limita o acesso das enzimas fibrolíticas 
Lignificação 
A célula vegetal com enfoque nutricional 
27 
Citoplasma 
Ácidos nucléicos, aminoácidos, proteínas, 
outros compostos nitrogenados, mono e 
oligossacarídeos, lipídeos e outros 
compostos 
Parede celular 
A célula vegetal com enfoque nutricional 
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Tecidos constituídos por 
este tipo de célula são mais 
difíceis de serem digeridos 
(+ parede celular) 
Tecido jovem, tecido da folha e 
tecido de C3 
Tecido maduro, tecido do 
colmo e tecido de C4 
Valor nutritivo de plantas forrageiras 
29 
As relações ecológicas entre as plantas e os meios nos quais elas vivem faz com 
que a composição química tenha uma grande variabilidade 
As duas principais estratégias empregadas pelas plantas para sobreviver têm 
influência na sua composição química: armazenamento de nutrientes e defesas 
contra fatores externos 
Pool 
Metabólico 
Luz, água e 
CO2 
Nutrientes 
do solo 
Reservas Estruturas de 
resistência 
Estresse, 
doenças, 
predação 
Relações ecológicas e influência no valor nutritivo 
30 
Fatores que 
influenciam no VN 
Fibra: fator que mais afeta a qualidade de forragens 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
Proporção da parede celular 
 
Grau de lignificação 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
32 
1. Gênero Forrageiro: 
Gramíneas de clima tropical (C4) apresentam alto conteúdo de 
tecidos vasculares para transportar seus fotossintetizados e menor 
conteúdo de células do mesofilo (o inverso é verdadeiro para as 
gramíneas de clima temperado (C3) – Ex: aveia, azevém, triticale 
Comparando as famílias Poacea e Fabacea, as leguminosas possuem 
maior concentração de proteína e menor parede celular que as 
gramíneas 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
33 
O efeito de variedades no VN é considerado secundário para 
alguns estudiosos, contudo, existem diversos exemplos de 
como as espécies podem influenciar na composição química, 
digestibilidade e consumo de forrageiras (Ex: Cynodon 
dactylon; Alfafa; Milho, Cana-de-açúcar) 
2. Espécies ou cultivares 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
34 
Temperatura 
 
 Luz 
 
 Água 
 
 Nutrientes 
3. Fatores Ambientais 
Essenciais a vida da planta 
Temperaturas :  lignificação 
 
 Temperatura: 
taxa metabólica ( pool metabólitos  componentes estruturais) 
 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
3. Fatores Ambientais- TEMPERATURA 
 Digestibilidade 
 Uniforme para maioria das espécies, mas com intensidade 
diferente (gramíneas) 
A luz garante o processo fotossintético e, consequentemente, a 
síntese de açúcares e aminoácidos, com redução paralela nos teores 
de parede celular. 
 
Entretanto, os efeitos das altas temperaturas são, em geral, mais 
decisivos sobre o valor nutritivo em plantas forrageiras 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
3. Fatores Ambientais- LUZ 
Luz total recebida, intensidade de luz, comprimento do dia 
Deficiências hídricas reduzem a velocidade de 
crescimento das plantas 
 
 
Digestibilidade 
 
 
 Produção 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
3. Fatores Ambientais 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
3. Fatores Ambientais- NUTRIENTES 
N: maior efeito na composição da planta 
PB  digestibilidade 
 
 
Outros nutrientes: pouco estudo, afetam 
menos na qualidade, mas importantes na 
produtividade 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
39 
4. Maturidade das Plantas 
Proteína Bruta 
Folhas 
Minerais 
Fibras Caules 
 Fatores que influenciam o VN das plantas forrageiras 
40 
Os fatores sob os quais o homem tem influência também 
são importantes nas variações do VN 
 
Ex: Manejo de pastagens; Época de colheita para silagem 
ou feno; Uso de corretivos e fertilizantes 
5. Manejo 
Efeitos ambientais no VN da forragem 
41 
Total 
CNE 
Frutosana Sacarose Glucose Frutose Amido 
Planta de clima 
Temperado 
mg kg-1 
10°/5° C 312 115 58 29 24 86 
25°/15° C 
 
107 12 23 18 14 41 
Planta de clima 
Tropical 
mg kg-1 
 
10°/5° C 166 3 66 22 14 64 
25°/15° C 92 4 20 13 8 47 
Adaptado de Chatterton et al., 1989 
Total de CNE nas folhas de 128 plantas C3 e 57 gramíneas C4 crescendo 
sob regime térmico de 10°/5°C (claro/escuro) ou a 25°/15°C. 
Efeitos ambientais no VN da forragem 
42 
Espécies Estrutura Lignina FDN Digestibilidade 
g kg-1 MS g kg-1 MS g kg-1 FDN 
22°C 32°C 22°C 32°C 22°C 32°C 
Grama 
Bermuda 
Folha 13 22 373 514 752 620 
Colmo 34 67 574 641 598 408 
Alfafa 
Folha 8 14 101 106 420 222 
Haste 86 99 420 419 360 299 
Adaptado de Wilson et al., 1991 
Efeito da temperatura durante o crescimento, na composição e 
digestibilidade da parede celular de caules e folhas de plantas 
forrageiras 
Efeitos ambientais no VN da forragem 
Fonte Barreto et al. 
Efeitos ambientais no VN da forragem 
Defesas químicas das plantas 
45 
A planta sintetiza compostos como lignina, cutina, taninos, 
terpenóides e alcalóides para conferir-lhe resistência ao vento, 
doenças e herbivoria 
O termo tanino refere-se a um amplo grupo de compostos 
fenólicos que precipitam proteínas, tornando-as indisponíveis (O 
grupo fenólico dos taninos é um excelente doador de hidrogênio, 
propiciando fortes pontes de H+ com o grupo carboxila da 
proteína) 
As principais preocupações em relação aos taninos são: sua 
adstringência e consequente redução na aceitabilidade do 
alimento e seu efeito anti-nutricional, ao se ligar a proteínas e 
carboidratos, tornando-os indisponíveis 
Considerações Finais 
 Conhecendo os fatores que afetam o valor nutritivo, a 
organização dos tecidos e órgãos (folha e caule) e a 
composição química, os nutricionistas poderão inferir 
sobre a quantidade e tipos de nutrientes que podem 
ser fornecidos na dieta 
 Essa é grande importância de estudos envolvendo o 
valor nutritivo de plantas forrageiras