Agronomic Productivity and In Vitro Fermentation Kinetics of Maize-Sorghum Replacement Intercropping

Resumo Técnico: Produtividade Agronômica e Cinética de Fermentação In Vitro de Intercultivo de Substituição Milho-Sorgo

Problema
As mudanças climáticas e a crescente escassez de água em regiões áridas e semiáridas ameaçam a sustentabilidade agrícola, particularmente para a produção de forragem para ruminantes. Embora o milho forrageiro (Zea mays) ofereça uma qualidade nutricional superior para vacas leiteiras de alta produção, ele é intensivo no uso de água e suscetível a perdas de rendimento sob estresse hídrico. Por outro lado, o sorgo forrageiro (Sorghum bicolor) exibe uma notável resiliência à seca e eficiência no uso da água, mas frequentemente apresenta características nutricionais subótimas, como menor proteína bruta (PB) e maior fibra em detergente neutro (FDN), quando cultivado como cultura única. Embora o intercultivo seja reconhecido como uma estratégia ecologicamente adequada para aumentar a utilização de recursos, lacunas significativas de conhecimento permanecem quanto a como padrões específicos de substituição de linhas (arranjos espaciais) influenciam os traços morfofisiológicos, o particionamento de biomassa e os subsequentes efeitos em cascata na composição química da forragem e na cinética de fermentação ruminal sob condições de campo autênticas e de grande escala.

Metodologia
Este estudo empregou um ensaio de faixas não replicadas de larga escala conduzido em duas regiões agrícolas distintas na Província de Golestão, Irã (Gorgan e Ali-abad), durante a estação de crescimento de verão. O delineamento experimental comparou três padrões de cultivo:

1. Milho Puro (1M): Cultivo puro de milho forrageiro.
2. Intercultivo 1M:1S: Uma linha de milho alternada com uma linha de sorgo forrageiro.
3. Intercultivo 1M:2S: Uma linha de milho alternada com duas linhas de sorgo forrageiro.

Cada faixa de tratamento cobriu 2.100 m² (40 linhas, 75 m de comprimento). O manejo agronômico seguiu padrões comerciais, incluindo semeadura mecânica, fertilização e colheita nos estágios de pastoso/massa dura.

A coleta de dados envolveu:

• Traços morfofisiológicos: Altura da planta, diâmetro do caule, número de perfilhos, contagem de folhas e razão folha-caule.
• Componentes de rendimento: Particionamento de biomassa fresca e seca (caule e folha) e rendimento total de forragem.
• Eficiência ecológica: Cálculo da Razão de Equivalência de Terra (LER).
• Análise química: Determinação de Matéria Seca (MS), Cinzas, Proteína Bruta (PB), Fibra em Detergente Neutro (FDN) e Fibra em Detergente Ácido (FDA).
• Cinética de fermentação in vitro: A cinética de produção de gás foi avaliada utilizando o protocolo de Menke e Steingass (1988) com fluido ruminal de ovelhas fistuladas. Os parâmetros incluíram produção de gás em 24h e 48h, frações cinéticas ($a$, $b$, $c$), digestibilidade da matéria seca in vitro (DMIV) e energia metabolizável (EM) e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) totais.

A análise estatística utilizou um Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC) com 30 subamostras aleatórias por tratamento, empregando ANOVA com testes de pós-teste de Duncan e Tukey.

Principais Resultados

• Morfologia e Biomassa: O padrão 1M:2S alterou significativamente a arquitetura do dossel, produzindo o maior número de perfilhos (2,85) e folhas (19,60), embora tenha resultado na menor altura de planta (131,7 cm) e menor diâmetro de caule (9,56 mm) devido à competição interespecífica. O milho puro manteve o maior diâmetro de caule (17,47 mm) e a maior razão folha-caule (0,47).
• Rendimento e Eficiência: O tratamento 1M:2S alcançou o maior rendimento de matéria seca total (7,77 t/ha), representando um aumento de 18,55% sobre o milho puro (6,54 t/ha). Este padrão apresentou uma Razão de Equivalência de Terra (LER) de 1,18, indicando uma vantagem biológica de 18% sobre a monocultura. O padrão 1M:1S também superou o milho puro com um LER de 1,12.
• Composição Nutricional: O padrão 1M:2S resultou em um aumento substancial de 49% na Proteína Bruta (9,75%) em comparação ao milho puro (6,55%). No entanto, este padrão também exibiu o maior conteúdo de FDN (61,59%), enquanto o padrão 1M:1S apresentou o menor FDN (55,36%).
• Cinética de Fermentação: Uma divergência distinta foi observada entre rendimento/qualidade e digestibilidade. O padrão 1M:1S demonstrou uma digestibilidade da matéria seca in vitro superior (DMIV = 78,8%) e energia metabolizável (10,52 MJ/kg MS). Em contraste, o padrão 1M:2S, apesar de sua maior proteína e rendimento, apresentou menor DMIV (69,2%) e EM, atribuído ao seu maior teor de fibra e estrutura mais lignificada, embora tenha exibido a maior taxa de produção fracionada de gás ($c = 0,068 h^{-1}$).

Significância e Alegações
O artigo afirma que o intercultivo de substituição milho-sorgo representa um arcabouço agroecológico viável para a produção sustentável de forragem em ambientes com limitação de água. O estudo conclui que diferentes proporções de plantio permitem a personalização das características da forragem de acordo com as necessidades específicas dos ruminantes:

• O padrão 1M:2S é identificado como a estratégia ideal para maximizar o rendimento de biomassa e o teor de proteína bruta, tornando-se uma dieta basal de alto rendimento e promotora de saúde, adequada para vacas secas e novilhas de reposição, onde altos níveis de FDN podem ajudar a controlar a condição corporal e prevenir desordens metabólicas.
• O padrão 1M:1S é apresentado como oferecendo um equilíbrio nutricional sincronizado com digestibilidade e densidade energética superiores, sendo uma fonte de alimento ideal para vacas leiteiras de alta produção, onde a ingestão de energia é o principal gargalo.

Ao integrar o sorgo tolerante à seca em sistemas baseados em milho, os autores afirmam que os produtores podem mitigar os riscos de rendimento induzidos pelo clima, ao mesmo tempo em que garantem insumos nutricionais de alta qualidade, apoiando assim a viabilidade econômica e a sustentabilidade das empresas de laticínios em regiões áridas e semiáridas.