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Tipo: Tese
Título: Evaluation and development of mathematical models to explain beef cattle growth, and its relationship with nutritional requirements of F1 Nellore x Angus bulls and steers
Título(s) alternativo(s): Avaliação e desenvolvimento de modelos matemáticos para explicar o crescimento de bovinos de corte, e sua relação com os requirementos nutricionais de animais F1 Nelore x Angus inteiros e castrados
Autor(es): Fonseca, Mozart Alves
Primeiro Orientador: Valadares Filho, Sebastião de Campos
Primeiro coorientador: Tedeschi, Luis Orlindo
Segundo coorientador: Chizzotti, Mario Luiz
Primeiro avaliador: Paulino, Mário Fonseca
Segundo avaliador: Oliveira, André Soares de
Resumo: This present study was performed in five interconnected steps as follows: first a comparative slaughter trial was conducted with 48 F1 Nellore x Angus bulls (B) and steers (S), to assess the net requirements of protein and energy for growth and maintenance. The animals used had 12.5±0.51 mo of age, and average shrunk BW (SBW) 233±23.5, and 238±24.6 kg for B and S respectively. Animals were fed 60:40 ratio of corn silage:concentrate. Eight animals were slaughtered at the beginning of the trial and the remaining animals were randomly assigned in a factorial 2 (genders) x 3 (slaughter weights) arrangement. The remaining animals were slaughtered when the average BW of de group reached 380 (6B and 5S), 440 (6B and 5S), and 500 kg (5B and 5S). The cleaned gastrointestinal tracts, organs, carcasses, heads, hides, tails, limbs, blood, and tissues were weighed to measure empty BW (EBW). These parts were ground separately and sub-sampled for chemical analyses. For each animal within a period, DMI was measured daily and samples of feces were collected to determine diet digestibility. There were no differences (P > 0.05) in net energy required for maintenance (NEm) among genders. The combined data indicated a NEm of 70 kcal/kg0.75 of EBW/d, with a partial efficiency of use of ME to NE for maintenance of 0.72. The MEm observed was 96.96 Mcal/kg0.75/d. The partial efficiency of use of ME to NE for growth was 0.41 for bulls and steers. The metabolizable protein requirements for maintenance were 2.14 g/BW0, 75/d. The net requirements had coefficients a and b for the allometric equation NPg (g/kg EBW/d) = a. EBWb, ranging from -0.722 to -0.6118 for a and from 1.0047 to 0.9586 for b , for bulls and steers, respectively. Thirdly, equations developed in the studies of Hankins and Howe (1946), Marcondes et al. (2010), Marcondes et al. (2012), and Valadares Filho et al. (2006) were evaluated in attempt to predict the body physically separable and chemical composition of F1 Angus x Nellore bulls and steers, as wells for empty body and non-carcass components, through the use of the 9-11th Rib section and non-carcass measurements. After slaughter, the 9 11th Rib cut was dissected into muscle, fat and bone fractions. The remaining carcass was similarly dissected. The others variables evaluated as partial predictors included the empty body weight, the dressing percentage, the visceral fat percentage, the organ and viscera percentage and the composition of the non-carcass components. The values estimated with prediction equations were compared to the observed values and among models. Regarding the physically separable carcass composition only the model devised by Marcondes et al. (2012) estimated precisely and accurately the amount of muscle and fat tissue present in the carcass. The models devised by Valadares Filho et al. (2006) and Marcondes et al. (2010) estimated accurately and precisely the amount of carcass chemical components, along with the model devised by Hankins and Howe (1946) which could only explain the amount of crude protein content in the carcass. The models used to predict carcass chemical composition failure in estimate the correct amount of chemical contents present in the empty body weight, except for Valadares Filho et al. (2006) that can be used for the estimation of the crude protein content in the empty body weight. The model devised by Marcondes et al. (2010) was not able to explain most of the chemical composition variation present in the non-carcass components, being recommended only for ashes and water contents in the blood and hide, and furthermore crude protein and ashes content in the organs and viscera. The fourth step was conducted in an attempt to evaluate current devised models to estimate the body and empty body physically separable fat, and chemical composition through biometric (BM) and 9-11th rib section measurements taken in 40 out of the 48 F1 Nellore x Angus bulls (B) and steers (S). Before the slaughter, the animals were lead through a squeeze chute in which BM were taken, including hook bone width (HBW), pin bone width (PBW), abdomen width (AW), body length (BL), rump height (RH), height at withers (HW), pelvic girdle length (PGL), rib depth (RD), girth circumference (GC), rump depth (RuD), body diagonal length (BDL), and thorax width (TW). Additionally, post mortem measurements were included: total body surface (TBS), body volume (BV), subcutaneous fat (SF), internal fat (InF), intermuscular fat (ImF), carcass physical fat (CF), empty body physical fat (EBF), carcass chemical fat (CFch), empty body chemical fat (EBFch), fat thickness in the 12th rib (FT), and 9 11th rib section fat (HHF). The values estimated with prediction equations were compared to the observed values and among models. Among all evaluated equations to predict the body composition and its paths to do so, only equations [7] and [8], for body volume prediction, and [27] and [32], for empty body physically separable fat prediction can be devised to be used while estimating their contents using F1 Nellore x Angus bulls and steers. The fifth step was an attempt to answer the questions generated at the fourth step and for that a study was conducted in attempt to assess the body and empty body fat physical and chemical composition through biometric (BM) and postmortem measurements taken in 40 F1 Nellore x Angus bulls (B) and steers (S). The same 40 animals within its biometrical measurements were used to develop the predictive equations. The equations were developed using a stepwise procedure to select the variables that should enter in the model. The r2 and root mean square error (RMSE) were used to account for precision and accuracy. For TBS r2 ranged from 0.852 to 0.946 and RMSE from 0.06 to 0.100 kg; for BV r2 ranged from 0.942 to 0.998 and RMSE from 0.004 to 0.022 kg; for SF r2 ranged from 0.767 to 0.997 and RMSE from 2.70 to 3.24 kg kg; for InF r2 ranged from 0.816 to 0.900 and RMSE from 3.04 to 4.12 kg; for CF r2 ranged from 0.830 to 0.988 and RMSE from 3.44 to 8.39 kg; for EBF r2 ranged from 0.861 to 0.998 and RMSE from 2.98 to 10.98 kg; for CFch r2 ranged from 0.825 to 0.985 and RMSE from 5.96 to 8.46 kg; and for EBFch r2 ranged from 0.862 to 0.992 and RMSE from 5.54 to 12.19 kg. Our results indicated that the BM could be used to either increase the goodness of fit or as alternative to predict the different fat depots of confined F1 Nellore x Angus bulls and steers.
Abstract: O presente estudo foi realizado em cinco etapas interligadas da seguinte forma: primeiramente um experimento de abate comparativo foi realizado com 48 F1 Nelore x Angus machos inteiros (MNC) e castrados (MC), para avaliar as exigências líquidas de proteína e energia para o crescimento e manutenção desses animais. Os animais utilizados tinham 12.5 ± 0.51 meses de idade, e média massa corporal em jejum (MCJ) 233 ± 23.5 e 238 ± 24.6 kg de MNC e MC, respectivamente. Animals foram alimentados com proporção de 60:40 silagem de milho: concentrado. Oito animais foram abatidos no início do experimento e os restantes foram distribuídos aleatoriamente em delineamento inteiramente casualisado perfazendo um esquema fatorial 2 (classe sexual) x 3 (pesos de abate). Os animais restantes foram abatidos quando a média da massa corporal (MC) do grupo chegou a 380 (6MNC e 5MC), 440 (6MNC e 5MC), e 500 kg (5MNC e 5MC). O trato gastrointestinal foi esvaziado e limpo sendo órgãos, carcaças, cabeças de, couros, caudas, membros, sanguíneos, e tecidos posteriormente pesados para medir peso de corpo vazio (PCVZ). Estas peças foram moídas separadamente e sub-amostrados para análises químicas. Para cada animal dentro de um período, consumo de matéria seca foi medido diariamente e as amostras de fezes foram coletadas para determinar a digestibilidade da dieta. Não houve diferenças (P> 0,05) no requerimento de energia líquida exigidos para de manutenção (ELm) entre os as classes sexuais testadas. Os dados combinados indicaram uma ELm de 70 kcal/kg0.75 de PCVZ/d, com uma eficiência parcial de utilização da energia metabolizável para líquida de 0,72. Os requerimentos de energia metabolizável para mantença observados foram de 96,96 Mcal/kg0.75/d. A eficiência parcial de utilização do ME para NE para o crescimento foi de 0,41 para os touros e novilhos. As exigências de proteína metabolizável para mantença foram 2,14 g/BW0,75/d. As exigências líquidas de proteína (PLg) apresentaram coeficientes 'a' e 'b' para a equação alométrica, PLg (g/kgPCVZ/d) = a. PCVZb, variando de -0,722 a -0,6118 para 'a' e de 1,0047 a 0,9586 para 'b', para os MNC e MC, respectivamente. Em terceiro lugar, as equações desenvolvidas nos estudos de Hankins e Howe (1946), Marcondes et ai. (2010), Marcondes et al. (2012), e Valadares Filho et ai. (2006), foram avaliadas na tentativa de predizer a composição física e química do corpo de animais F1 Angus x Nelore e novilhos, assim como a de PCVZ e dos componentes não-carcaça, através do uso da secção de da 9 a 11a costelas (HH) e componentes não carcaça. Após o abate, o corte da HH foi dissecada nas frações músculo, gordura e osso. O restante da carcaça foi igualmente dissecado. As outras variáveis avaliadas como preditores parciais incluíram o peso do corpo vazio, o rendimento de carcaça, a percentagem de gordura visceral, o órgão e vísceras percentual e da composição dos componentes nãocarcaça. Os valores estimados com as equações de predição foram comparados com os valores observados e entre os modelos. No que diz respeito o composição da carcaça fisicamente separáveis apenas o modelo elaborado pela Marcondes et al. (2012) estimaram acurada e precisamente a quantidade de músculo e tecido adiposo presente na carcaça. Os modelos desenvolvidos por Valadares Filho et al. (2006) e Marcondes et al. (2010) estimaram com acurácia e precisão a quantidade de componentes químicos da carcaça, juntamente com o modelo elaborado por Hankins e Howe (1946), que só pôde explicar a quantidade ou teor de proteína bruta na carcaça. Os modelos de usados para predizer a composição química da carcaça falharam em estimar a quantidade correta dos componentes químicos no peso de corpo vazio, exceto para Valadares Filho et al. (2006), que podem ser usadas para a estimativa do teor de proteína bruta em relação ao peso do corpo vazio. O modelo recomendado por Marcondes et al. (2010) não foi capaz de explicar a maioria da variação observada na composição química dos componentes não carcaça, podendo ser recomendado apenas para estimativa dos conteúdos de cinza a água no sangue e couro, e conteúdo de proteína bruta e cinzas presentes no órgãos e vísceras. O quarto passo foi realizado na tentativa de avaliar os modelos desenvolvidos para estimar a composição física e química da carcaça e do corpo vazio de bovinos por meio de mensurações biométricas (BM) coletadas ao longo do corpo do animal e secção HH. Foram utilizados de 40 dos 48 animais F1 Nelore x Angus MNC e MC. Antes do abate, os animais foram conduzidos através do tronco de contenção onde as BM foram tomadas, incluindo a largura de íleo (HBW), a largura de ísquio (PBW), arqueamento de costela (AW), comprimento corporal (BL), altura da garupa (RH), altura na cernelha (HW), comprimento de garupa (PGL), profundidade de costela (RD), perímetro toráxico (GC), profundidade de garupa (RuD), comprimento da diagonal do corpo (BDL), e largura do tórax (TW). Além disso, foram incluídos post mortem medições de: Superfície de total do corpo (TBS), volume corpo (BV), gordura subcutânea (SF), gordura interna (InF), intermuscular (FMI), gordura física da carcaça (CF), gordura física no corpo vazio do animal (EBF), gordura química na carcaça (CFch), gordura química no corpo vazio (EBFch), espessura de gordura na altura da 12 ª costela (FT), e gordura na secção entre a 9 - 11 ª costelas (HHF). Os valores obtidos pelas estimativas dos modelos foram comparados com os valores observados e entre modelos. Dentre todas as equações avaliadas para predizer a composição corporal e seus caminhos para o fazer, apenas equações [7] e [8], usadas para estimar o volume corporal, e equações [27] e [32], para estimativas da gordura fisicamente separável no corpo vazio pode ser recomendado para ser usado para estimar os seus conteúdo usando F1 Nellore x Angus MNC e MC. A quinta etapa foi uma tentativa de responder às perguntas geradas na avaliação de modelos da quarta etapa, e para isso foi realizado um estudo na tentativa de avaliar os teores físicos e químicos de gordura presentes na carcaça e no corpo e vazio por meio BM e medidas pós-morte tomadas em 40 touros (B) e novilhos (S) F1 Nelore x Angus. Os mesmos 40 animais foram usadas para desenvolver as equações preditivas. As equações foram desenvolvidas através de um processo passo a passo para selecionar as variáveis que devem entrar no modelo. O r2 e a raiz do quadrado médio do erro (RMSE) foram usadas para acessar a precisão e acurácia dos modelos. Para TBS r2 variou de 0,852 a 0,946 com RMSE variando de 0,06 a 0,100 kg, para BV r2 variou 0,942 a 0,998 e RMSE de 0,004 a 0,022 kg, para SF r2 variou 0,767 a 0,997 e RMSE 2,70 a 3,24 kg, para InF r2 variou de 0,816 a 0,900 e RMSE de 3,04 a 4,12 kg; para CF r2 variou de 0,830 a 0,988 e RMSE de 3,44 a 8,39 kg; para EBF r2 variou de 0,861 a 0,998 e RMSE 2,98 a 10,98 Kg; para CFch r2 variou de 0,825 a 0,985 e RMSE de 5,96 a 8,46 kg, e para EBFch r2 variou de 0,862 a 0,992 e RMSE de 5,54 a 12,19 kg. Nossos resultados indicaram que BM poderiam ser usadas para aumentar o ajuste dos modelos ou ainda como alternativa para predizer os diferentes depósitos de gordura de animais confinados F1 Nellore x Angus inteiros e castrados.
Palavras-chave: Cattle
Requirements
Bovinos
Exigências
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ZOOTECNIA::NUTRICAO E ALIMENTACAO ANIMAL
Idioma: eng
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Genética e Melhoramento de Animais Domésticos; Nutrição e Alimentação Animal; Pastagens e Forragicul
Programa: Doutorado em Zootecnia
Citação: FONSECA, Mozart Alves. Avaliação e desenvolvimento de modelos matemáticos para explicar o crescimento de bovinos de corte, e sua relação com os requirementos nutricionais de animais F1 Nelore x Angus inteiros e castrados. 2013. 211 f. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Animais Domésticos; Nutrição e Alimentação Animal; Pastagens e Forragicul) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2013.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1855
Data do documento: 1-Ago-2013
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