Effects of replacing peanut vine hay with wheat husk on in vitro rumen fermentation, nutrient degradability, and microbial community dynamics of buffalo

Nas paisagens úmidas e verdes do sul da China, a criação de búfalos d'água é um pilar da agricultura local, mas a indústria enfrenta uma crise silenciosa. Os agricultores dependem fortemente do feno de rama de amendoim, um resíduo nutritivo das colheitas de amendoim, para alimentar seus rebanhos. No entanto, este recurso está se tornando pouco confiável; é sazonal, caro para armazenar sem estragar e, muitas vezes, escasso. Ao mesmo tempo, o impulso global pela agricultura sustentável exige uma redução no metano, o potente gás de efeito estufa produzido naturalmente quando ruminantes como os búfalos digerem seu alimento. A solução reside no rúmen, uma grande câmara de fermentação dentro do estômago do animal, repleta de vida microscópica. Esses micróbios decompõem fibras vegetais resistentes em energia, mas sua eficiência depende inteiramente do que estão comendo. Se os agricultores puderem trocar o caro e sazonal feno de amendoim por uma alternativa barata, abundante e estável como a casca de trigo — a cobertura seca e protetora do grão — eles poderiam reduzir custos e potencialmente alterar a forma como esses micróbios funcionam. O desafio é saber exatamente quanto desse novo alimento os animais conseguem processar antes que sua digestão sofra ou sua produção de metano dispare.

Pesquisadores do Instituto de Pesquisa de Búfalos de Guangxi propuseram-se a encontrar a resposta usando uma simulação controlada de laboratório que imita o interior do estômago de um búfalo. Eles coletaram fluido ruminal de três búfalos saudáveis, canulados, e o misturaram com uma dieta padrão contendo silagem de milho, farelo de milho e farelo de soja. Nessa mistura, introduziram cinco versões diferentes do componente de forragem. Na primeira versão, a dieta continha apenas feno de rama de amendoim. Nas outras, eles substituíram gradualmente o feno de amendoim pela casca de trigo em etapas de 25 por cento, até que a versão final não contivesse nenhum feno de amendoim, apenas casca de trigo. Eles selaram essas misturas em garrafas e as deixaram fermentar por três dias à temperatura corporal, medindo cuidadosamente o gás produzido, os nutrientes decompostos e as mudanças na comunidade microbiana que vive no líquido.

Os resultados revelaram uma clara compensação à medida que a casca de trigo substituía o feno de amendoim. À medida que a proporção de casca de trigo aumentava, a quantidade total de gás produzida pelos micróbios caía, e a capacidade da dieta de decompor proteínas diminuía. Isso faz sentido porque a casca de trigo é mais resistente e contém menos proteína do que o feno de amendoim. No entanto, o estudo encontrou um benefício surpreendente na forma como os micróbios lidam com a fibra. Embora a digestão de proteínas tenha desacelerado, a decomposição da fibra detergente neutra — uma medida do material vegetal estrutural e resistente — na verdade melhorou quando a casca de trigo foi incluída. Os micróbios tornaram-se mais eficientes em enfrentar as partes fibrosas da dieta, provavelmente porque a casca de trigo proporcionou um tipo diferente de desafio que estimulou bactérias específicas comedoras de fibras.

Talvez a descoberta mais encorajadora tenha sido relativa aos gases que contribuem para as mudanças climáticas. Apesar da mudança na dieta, a produção de metano não aumentou, mesmo quando a dieta foi feita inteiramente de casca de trigo. Na verdade, a quantidade de hidrogênio, um gás que os micróbios produzem como subproduto da decomposição dos alimentos, aumentou significativamente nos grupos com alto teor de casca de trigo. Normalmente, os micróbios usam esse hidrogênio para criar metano, mas aqui, o hidrogênio parece ter sido desviado para outro lugar. Os dados sugerem que a comunidade microbiana encontrou uma nova maneira de usar essa energia, possivelmente produzindo mais butirato, um tipo de ácido graxo que é uma fonte de energia vital para o revestimento intestinal do animal. Essa mudança indica que os micróbios se adaptaram ao novo alimento sem desencadear um pico nas emissões de gases de efeito estufa.

Aprofundando-se no mundo microscópico, os pesquisadores observaram que a diversidade geral da comunidade bacteriana permaneceu estável, mas os tipos específicos de bactérias presentes mudaram dependendo da dieta. Quando a dieta continha apenas feno de amendoim, a comunidade microbiana parecia de uma forma. À medida que a casca de trigo assumia o controle, a estrutura da comunidade mudou, agrupando-se em dois grupos distintos: aqueles com baixo ou nenhum teor de casca de trigo, e aqueles com altos teores. Certas bactérias, como as conhecidas por decompor fibras resistentes e produzir butirato, tornaram-se mais abundantes nos grupos alimentados principalmente com casca de trigo. Esses micróbios parecem ser a chave para a melhoria da digestão de fibras e para o redirecionamento do hidrogênio para longe da produção de metano. O estudo também analisou as funções genéticas dessas bactérias e descobriu que seus trabalhos principais, como mover nutrientes através das membranas celulares e enviar sinais uns aos outros, permaneceram consistentes, mostrando que a comunidade era robusta o suficiente para lidar com a mudança dietética sem entrar em colapso.

Os pesquisadores concluíram que a casca de trigo é uma alternativa viável e eficaz ao feno de amendoim para alimentar búfalos, mas com uma recomendação específica sobre quanto utilizar. Embora os micróbios pudessem lidar com uma dieta composta inteiramente de casca de trigo neste ambiente de laboratório, a queda na digestibilidade das proteínas sugere que uma substituição total pode não ser o ideal para a agricultura do mundo real. O estudo aponta para um meio-termo: substituir até 50 por cento do feno de amendoim por casca de trigo parece ser o ponto ideal. Nesse nível, os agricultores podem manter uma fermentação estável, melhorar a digestão de fibras e aumentar a produção de ácidos graxos benéficos sem aumentar as emissões de metano ou comprometer a nutrição do animal. Esta descoberta oferece um caminho prático para agricultores que buscam reduzir custos e diminuir sua pegada ambiental ao utilizar um subproduto agrícola que, de outra forma, seria descartado, transformando um simples subproduto agrícola em um recurso sustentável para a pecuária.