Modelos matemáticos podem ser utilizados para melhorar a performance, reduzir os custos de produção, e minimizar a exceção de nutrientes através de melhores estimativas da exigência e utilização de alimentos em vários cenários produtivos. Modelos matemáticos podem ser classificados em cinco ou mais categorias dependendo da sua natureza. Um dos maiores problemas na construção de modelos matemáticos é o nível de agregação das equações. Os passos mais importantes são o estabelecimento do propósito do modelo, determinação da melhor combinação de equações empíricas e teóricas para representar das funções fisiológicas dado a disponibilidade de banco de dados, informações tipicamente encontradas a nível de campo, e os benefícios e riscos associados com o uso do modelo na produção animal. Nesse artigo são discutidos cinco sistemas de alimentação padrão de ruminantes mais utilizados atualmente. Eles compartilham de conceitos de exigência e disponibilidade de energia e nutrientes, mas diferem na estrutura e como esses conceitos são abordados. Modelos animais podem ser utilizados para vários propósitos, entre eles uma simples descrição de observações, estimativa de respostas à diferentes manejos, e caracterização de mecanismos biológicos. Dependendo dos objetivos, várias alternativas podem ser utilizadas na construção do modelo matemático, entre elas, equações algébricas simples, equações de relação puramente estatísticas, ou até modelos mecanicistas e dinâmicos. Esse último favorece o uso da quantidade crescente de informações cientificas relacionadas à biologia animal. O desenvolvimento contínuo desses tipos de modelos juntamente com as inovações computacionais e de softwares permitem avanços na forma de uso dos conhecimentos fundamentais de nutrição animal de forma que a produção animal possa ser melhor explorada ao mesmo tempo reduzindo-se o impacto ambiental.

Mathematical models can be used to improve performance, reduce cost of production, and reduce nutrient excretion by accounting for more of the variation in predicting requirements and feed utilization in each unique production situation. Mathematical models can be classified into five or more categories based on their nature and behavior. Determining the appropriate level of aggregation of equations is a major problem in formulating models. The most critical step is to describe the purpose of the model and then to determine the appropriate mix of empirical and mechanistic representations of physiological functions, given development and evaluation dataset availability, inputs typically available and the benefits versus the risks of use associated with increased sensitivity. We discussed five major feeding systems used around the world. They share common concepts of energy and nutrient requirement and supply by feeds, but differ in structure and application of the concepts. Animal models are used for a variety of purposes, including the simple description of observations, prediction of responses to management, and explanation of biological mechanisms. Depending upon the objectives, a number of different approaches may be used, including classical algebraic equations, predictive empirical relationships, and dynamic, mechanistic models. The latter offer the best opportunity to make full use of the growing body of knowledge regarding animal biology. Continuing development of these types of models and computer technology and software for their implementation holds great promise for improvements in the effectiveness with which fundamental knowledge of animal function can be applied to improve animal agriculture and reduce its impact on the environment.

O capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) é uma gramínea tropical de elevada capacidade de acumulação de matéria seca, mas seu valor nutritivo é acentuadamente influenciado pela maturidade. Considerando a natureza intrínseca da parede celular nas diferentes partes da planta, o conhecimento de suas taxas e extensões de degradação permite a determinação de qual componente e qual estágio de maturidade que afeta sua digestão. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a degradabilidade da matéria seca (MS) do capim-elefante cv. Napier, pelo método in vitro/gás, com cortes de 45 a 105 dias a intervalos de 10 dias entre os cortes. Notou-se decréscimo na degradabilidade das frações do capim-elefante com o avanço do estágio de maturidade. Os coeficientes de regressão da degradabilidade da MS estimados pelo resíduo remanescente da digestão para folhas e hastes foram 0,51 e 0,89, respectivamente. Para degradabilidade da fibra em detergente neutro (FDN) os coeficientes de regressão para folhas e hastes foram 0,82 e 0,92, respectivamente. Na produção total de gás os coeficientes de regressão para folhas foi de 0,56 e 0,90 para hastes. Em geral, a haste do capim-elefante, com o avanço da maturidade vegetativa, apresentou maior influência no decréscimo da degradabilidade da MS e da FDN que as folhas. O avanço no estágio de maturidade do capim-elefante afeta diretamente a degradabilidade das hastes e das folhas. Isto é mais acentuado para hastes devido a elevada lignificação da parede celular.

Elephantgrass (Pennisetum purpureum Schum.) is a tropical grass of high dry matter accumulation capacity, but its nutritive value is strongly influenced by its maturity. Considering the cellular wall intrinsic nature of different parts of the plant, the knowledge of its rates and degradation extent allow the determination of which component and which maturity stage affects its digestion. Therefore, the objective of this trial was to evaluate the elephantgrass CV Napier dry matter (DM) degradability by the in vitro/gas technique, with cuts from 45 to 105 days, with intervals of 10 days between cuts. A decrease was noticed in the elephantgrass fraction degradability with the stage maturity progress. The DM degradability regression coefficients estimated of the digestion remaining residue for leaves and stems were 0.51 and 0.89, respectively. For leaves and stems fiber degradability in neutral detergent (NDF) the regression coefficients were 0.82 and 0.92, respectively. For the total gas production the regression coefficient for leaves was 0.56 and for stems 0.90. In general, the elephantgrass stems, in relation to the progress of vegetative maturity, presented larger influence on the decrease of the DM and NDF degradability than the leaves. The progress in the elephantgrass maturity stage affects directly the stem and leave degradabilities. This is more accentuated for stems due to the more intense cellular wall lignification.

O uso do Sistema de Carboidrato e Proteina Líquidos da Universidade de Cornell (CNCPS) tanto para produção de leite como carne tem aumentado durante o últimos anos nas regiões tropicais. Entretanto, a falta de uma caracterização adequada de alimentos tem restringido o seu uso corretamente. Esse trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento e a avaliação de uma tabela de composição de alimentos utilizados nas condições tropicais. Os dados da composição desses alimentos foram baseados nas informações necessárias para o uso do modelo CNCPS desenvolvido pela Universidade de Cornell, USA. A composição desses alimentos foi obtida através de análises realizadas em laboratórios e de experimentos publicados em revistas científicas. Os nutrientes digestíveis totais (NDT) estimados através da composição de carboidratos e proteina dos alimentos pela equação de Weiss et al. (1992) e pelo modelo CNCPS foram comparados com os valores da tabela. O NDT estimado ao nível de mantença (1x) com o modelo CNCPS obteve valores próximos aos estimados pela equação de Weiss et al. (1992) (r² = 92.7% e bias = 0.8%). Entretanto, o r² da regressão entre os valores de NDT da tabela e o estimado pelo CNCPS e por Weiss foram menores (58.1 e 67.5%, respectivamente). Uma comparação completa entre os valores observados e preditos não foi possível devido a falta de caracterização dos alimentos conforme necessário pelos modelos testados. Quando os valores médios de literatura foram utilizados, a correlação entre o NDT estimado e o observado foi muito baixa. Concluímos que os valores de NDT estimados por Weiss e modelo CNCPS fornecem melhores estimativas de NDT do que os valores de tabela. A maioria dos trabalhos publicados que foram avaliados nesse estudo raramente incluíam informações necessárias para modelos como o CNCPS.

The Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) model has been increasingly used in tropical regions for dairy and beef production. However, the lack of appropriate characterization of the feeds has restricted its application. The objective of this study was to develop and evaluate a feed library containing feeds commonly used in tropical regions with characteristics needed as inputs for the CNCPS. Feed composition data collected from laboratory databases and from experiments published in scientific journals were used to develop this tropical feed library. The total digestible nutrients (TDN) predicted at 1x intake of maintenance requirement with the CNCPS model agreed with those predicted by the Weiss et al. (1992) equation (r² of 92.7%, MSE of 13, and bias of 0.8%) over all feeds. However, the regression r² of the tabular TDN values and the TDN predicted by the CNCPS model or with the Weiss equation were much lower (58.1 and 67.5%, respectively). A thorough comparison between observed and predicted TDN was not possible because of insufficient data to characterize the feeds as required by our models. When we used the mean chemical composition values from the literature data, the TDN predicted by our models did not agree with the measured values. We conclude using the TDN values calculated using the Weiss equation and the CNCPS model that are based on the actual chemical composition of the feeds result in energy values that more accurately represent the feeds being used in specific production situations than do the tabular values. Few papers published in Latin America journals that were used in this study reported information need by models such as the CNCPS.

Este trabalho analisou os parâmetros da função não-linear de Gompertz para descrever o crescimento de machos e fêmeas da raça Guzerá e seus cruzamentos (3/4Guzerá - 1/4Pardo Suíço, 1/2Nelore - 1/4Pardo Suíço - 1/4Guzerá, 1/2Pardo Suíço-1/2Guzerá, 1/2Chianina - 1/4Pardo Suíço - 1/4Guzerá, 1/2Caracú - 1/2Guzerá, 1/2Caracú - 1/4Pardo Suíço - 1/4Guzerá) submetidos a três níveis de suplementação (sem suplementação, suplementação durante o período seco e suplementação durante o ano todo), a fim de verificar as causas de variação nos parâmetros. Existiu interação positiva entre níveis de suplementação e grupo racial e entre grupo racial e sexo para peso adulto e taxa de maturidade. Notou-se também interação entre níveis de suplementação e sexo para a taxa de maturidade e para o parâmetro de integração. Observou-se efeito significativo apenas de grupo racial no parâmetro de integração. A suplementação apenas no período seco não alterou a estimativa do peso adulto. Quando os animais receberam suplementação mais energética, a taxa de maturidade foi aumentada. Os animais que receberam suplementação durante o ano todo apresentaram menor peso adulto e maior taxa de maturidade. As fêmeas prenhas obtiveram maior peso adulto e menor taxa de maturidade. Uma equação alométrica (r² = 0,68) foi derivada para predizer taxa de maturidade a partir do peso adulto.

This paper evaluated the parameters of Gompertz nonlinear function to describe Guzera male and female growth curve, and their crossbreds (3/4Guzera - 1/4Brown Swiss, 1/2Nellore - 1/4Brown Swiss - 1/4Guzera, 1/2Brown Swiss - 1/2Guzera, 1/2Chianina - 1/4Brown Swiss - 1/4Guzera, 1/2Caracu - 1/2Guzera, 1/2Caracu - 1/4Brown Swiss - 1/4Guzera) submitted to three levels of supplementation: without supplementation, supplementation only during the dry season, and year-round supplementation. There were significant interactions between supplementation and breed, and breed and sex on mature weight and maturing rate; supplementation and sex on maturing rate and integration parameter; and breed effect on integration parameter. The dry season supplementation did not change mature weight. Increasing the energy content of the supplement increased the maturing rate estimates. Supplementation during year-round decreased the estimates of mature weight but increased maturing rate values. Calving status had a significant effect on mature weight and maturing rate estimates. An allometric equation with an r² of 0.68 was derived to predict maturing rate from mature weight estimates.

Trinta e dois tourinhos da raça Santa Gertrudis com peso inicial de 230 kg e idade média de 9 meses foram utilizados em um experimento de abate comparativo com delineamento de blocos ao acaso em esquema fatorial 2 x 2, com dois níveis de concentrado na dieta, 20 ou 80%, e dois ingredientes energéticos no concentrado, milho ou polpa de citros peletizada. Quatro animais foram abatidos após o período de adaptação para determinação da composição corporal inicial do lote e os que receberam dietas com 80 e 20% de concentrado foram abatidos após 123 e 172 dias de confinamento, respectivamente. O tratamento com 80% de concentrado à base de milho resultou em ganhos de peso vazio de 1,038 kg/dia, 40% maior que os demais. A substituição do milho pela polpa de citros decresceu o ganho a níveis abaixo dos tratamentos com 20% de concentrado, nos quais não foi observada diferença entre as fontes de energia. A composição química corporal, estimada por intermédio da composição do corte da 9-10-11ª costelas com equações obtidas em outro grupo de animais Santa Gertrudis, não revelou diferenças entre os tratamentos.

Thirty two Santa Gertrudis young bulls with an initial weight of 230 kg and 9 months of age were used in a comparative slaughter experiment with a 2 x 2 factorial arrangement with two concentrate levels, 80 and 20%, and two energetic ingredients in the concentrate, corn grain or pelletized citrus pulp. Four animals were slaughtered after the adaptation period for the determination of the initial body composition of lot and those that received diets with 80 and 20% of concentrate were slaughtered after 123 or 172 days, respectively. The treatment with 80% of corn grain based concentrate resulted in empty body weight gain of 1.038 kg/day, 40% greater than the others. The substitution of corn grain by citrus pulp decreased the body weight gain below those of the treatments with 20% concentrate, in which no difference due to energy source was observed. The chemical body composition, estimated by means of the 9-10-11th rib cut composition with equations obtained from another group of Santa Gertrudis animals, did not show differences among treatments.

O objetivo deste trabalho foi testar o sistema de monitoramento computadorizado da produção de gás in vitro. Essa técnica facilita estudos da degradação das frações solúveis e insolúveis das forragens, quantificadas pela produção de gás (CO2 e CH4) oriunda do metabolismo microbiano e medida por sensor de pressão. Diversas quantidades de amostras (50 a 110 mg de feno de alfafa) e outros alimentos foram testadas. Também, a influência da quantidade de líquido ruminal (2,0 ou 3,0 mL), com ou sem barras magnéticas agitadoras nos frascos incubatórios, na digestibilidade de 100 mg de feno de alfafa, foi estudada. A quantidade de 100 mg de amostra, 2,0 mL de líquido ruminal e sem barra magnética agitadora, proporcionou os menores coeficientes de variação na produção de gás. Em conclusão, 2,0 mL de líquido ruminal, sem barra e com 100 mg de amostra, apresentaram maior precisão na curva de digestão.

The objective of this work was to test the computerized monitoring of the in vitro gas production system. This technique made easy the degradation studies of soluble and insoluble fractions of forages, determined by the gas production (CO2 e CH4) from microbial metabolism and measured by a pressure sensor. Several amounts of samples (50 to 110 mg of alfalfa hay) and other feedstuffs were tested. Also, the influence of the amount of ruminal liquid (2.0 or 3.0 mL), with or without stirs in incubator flasks, on the digestibility of 100 mg of alfalfa hay, was studied. The amount of 100 mg of sample, 2.0 mL of ruminal liquid and without agitating magnetic bar, provided lower coefficients of variance on the gas production. In conclusion, 2.0 mL of ruminal liquid, without stirrer with 100 mg of sample, presented a greater precision of the digestion curve.

RESUMO - O objetivo deste trabalho foi comparar o sistema de monitoramento computadorizado da produção de gás in vitro com os métodos in vivo e in situ. Nas comparações, foram utilizadas silagens de milho com alto/baixo teores de matéria seca, com/sem inoculante. A digestibilidade das silagens com alto teor de matéria seca (MS), com/sem inoculação, não apresentou diferenças entre os métodos analisados. Quando avaliadas separadamente do efeito do inóculo, essas silagens diferiram nos métodos in vitro/gás e in situ, mas não no in vivo. Entretanto, quando analisadas somente sob efeito do inoculante, apenas no método in situ houve diferença. Não foram encontradas diferenças na digestibilidade da fibra em detergente neutro (FDN) das silagens com alta ou baixa MS, inoculadas ou não, bem como em relação ao pH ao final da digestão. Em conclusão, o desaparecimento da MS e FDN quantificada pelo resíduo no sistema in vitro/gás foi semelhante aos demais métodos avaliados.

ABSTRACT - The objective of this work was to compare the computerized monitoring of the in vitro gas production system with the in vivo and in situ methods. On the comparisons, corn silage with high/low dry matter contents, with/without inoculation, were used. The digestibility of silage with high dry matter (DM) content, with/without inoculation, did not present differences among the analyzed methods. When evaluated apart from the inoculation effect, that silage differed in vitro/gas and in situ methods; however in vivo did not differ. Nevertheless, when analyzed under the inoculation effect, only in in situ method there was no difference. No differences were found on the silage neutral detergent fiber (NDF) digestibility with high or low DM, inoculated or not, as well as in relation to pH at the end of digestion. In conclusion, the disappearing of DM and NDF determined by the residue of the in vitro/gas system was similar to the others evaluated methods.

RESUMO - Os objetivos deste trabalho foram avaliar o sistema de monitoramento computadorizado da produção de gás in vitro e compará-lo com os métodos in vivo e in situ. Nos métodos de digestibilidade (MS), foram utilizadas amostras de silagens de milho com alto/baixo teor de MS, com/sem inoculante. Avaliando a digestibilidade das silagens, pelo gás produzido na fermentação, os resultados da extensão da degradação (A+D) foram: 21,5; 22,6; 22,1; e 20,9 mL de gás/100 mg MS, sem diferença significativa. Os coeficientes de determinação obtidos na produção de gás total, em relação ao potencial de degradação obtido in situ, mostraram-se elevados para silagem de milho com alta MS inoculada (R²= 0,99), alta MS não-inoculada (R²= 0,98), baixa MS inoculada (R²= 0,94) e baixa MS não-inoculada (R²=0,93). O desaparecimento da MS e/ou fibra em detergente neutro (FDN), quantificada pelo gás produzido no sistema in vitro/gás, apresentou resultados semelhantes aos demais métodos avaliados.

ABSTRACT - The objective of this work was to evaluate the computerised monitoring of the in vitro gas production system and to compare with in vivo and in situ methods. In the degradation methods, corn silage samples with high/low dry matter (DM) contents, with/without inoculate, were used. Evaluating the silage degradation, by the gas production on the fermentation, the results of the extension of degradation (A+D) were 21.5; 22.6; 22.1 and 20.9 mL of gas/100 mg DM, without significant difference. The coefficients for determination obtained on the total gas production in relation to the potential degradation obtained in situ showed to be high for inoculated corn silage with high DM (R² = 0.99), non-inoculated corn silage high DM (R² = 0.98), inoculated corn silage with low DM (R² = 0.94) and non-inoculated corn silage with low DM (R² = 0.93). The DM and/or neutral detergent fiber (NDF) disappearance, determined by gas production in the in vitro/gas system, presented similar results when comparing the others evaluated methods.

RESUMO - O objetivo deste trabalho foi analisar sete funções não-lineares para descrever o crescimento de machos e fêmeas da raça Guzerá e seus cruzamentos (3/4Guzerá-1/4Pardo Suíço, 1/2Nelore-1/4Pardo Suíço-1/4Guzerá, 1/2Pardo Suíço-1/2Guzerá, 1/2Chianina-1/4Pardo Suíço-1/4Guzerá, 1/2Caracú-1/2Guzerá, 1/2Caracu-1/4Pardo Suíço-1/4Guzerá) submetidos a três níveis de suplementação (sem, durante o período seco e o ano todo), a fim de analisar e selecionar uma função que apresentasse menores desvios de regressão, menor variação residual, maior coeficiente de determinação, menor variação entre os parâmetros dos animais, maior convergência e valor assintótico compatível com o peso adulto observado. A função que melhor se enquadrou nesses parâmetros de seleção foi a função de Gompertz, seguida da função de Von Bertalanffy. A função de Richards apresentou grande dificuldade computacional para o ajuste, resultando em baixa convergência. As funções de Brody apresentaram as maiores estimativas de peso adulto e a função de Gompertz modificada e Logística, as menores.

ABSTRACT - The objective of this work was to evaluate seven non linear functions to describe Guzera male and female growth curves, and their crossbreds (3/4Guzera-1/4Brown Swiss, 1/2Nellore-1/4Brown Swiss-1/4Guzera, 1/2Guzera-1/2Brown Swiss, 1/2Chianina- 1/4Brown Swiss-1/4Guzera, 1/2Caracu-1/2Guzera, 1/2Caracu-1/4Brown Swiss-1/4Guzera) submitted to three levels of supplementation (without, during the dry period and the whole year), to analize and to select one function which presented lower regression deviation, lower residual sum of squares, higher coefficient of determination, lower variation among animal parameters, higher convergence and assintotic compatible value with the observed mature weight. The function that best express these parameters of selection was the Gompertz, followed by the Von Bertalanffy function. The Richards function showed the high computational difficulty to the adjustment, resulting on lower convergence. Brody functions presented the largest and the modified Gompertz and Logistic functions showed the smallest mature weight.

O objetivo deste trabalho foi testar duas formas de hidrólise do bagaço de cana (com [17kgf/cm²]e sem [4kgf/cm²] rápida descompressão pós-hidrólise) e dois níveis de concentrado (25 e 45% MS) no desempenho e na composição corporal de novilhas em crescimento sob regime confinado durante 112 dias. Vinte e quatro novilhas Nelore e 12 Canchim foram distribuídas em delineamento de blocos casualizados em arranjo fatorial 2x2. Os resultados demonstraram que a omissão da explosão pós-hidrólise e o uso de níveis mais elevados de concentrado aumentaram o ganho de peso e o consumo de alimentos. Os resultados para ganho de peso e consumo de matéria seca, respectivamente, para tratamento sem vs com descompressão e 45 vs 25% de concentrado, foram 0,76 vs 0,67 e 0,76 vs 0,66 kg/d e 6,7 vs 5,8 e 6,8 vs 5,7 kg/dia. Entretanto, não houve diferença entre os tratamentos para conversão alimentar. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos quanto à composição corporal determinada por meio do espaço de deutério ao final do período de confinamento, embora a taxa estimada de deposição de lipídios tenha sido maior para o tratamento sem explosão (216 vs 175 g/d) e o tratamento com 45% de concentrado (225 vs 166 g/d). Não foram observadas vantagens na descompressão rápida pós-hidrólise em alta pressão na eficiência de conversão de alimentos. Os resultados demonstram que animais alimentados com bagaço hidrolisado em níveis altos de ingestão (2,9% PV) e proporções baixas de concentrado apresentaram eficiência de utilização da dieta semelhante a dietas com níveis mais altos de concentrado.

The objective of this work was to test two forms of hydrolysis of sugarcane bagasse (with [17 kgf/cm²] or without [4 kgf/cm²] fast decompression post-hydrolysis) and two levels of concentrate (25 and 45%. DM) on the performance and final body composition of growing heifers in a 112 day feedlot period. Twenty-four Nellore and 12 Canchim heifers were allotted to a randomized block design in a 2x2 factorial arrangement. The results demonstrated that the omission of decompression post hydrolysis and the use of higher levels of concentrate increased daily gain and feed intake. The results for weight gain and dry matter intake, for treatment without vs with decompression and with 45 vs 25% of concentrate, were, respectively, .76 vs .67 and .76 vs .66 kg/d and 6.7 vs 5.8 and 6.8 vs 5.7 kg/d. However, there was no difference among treatments for feed:gain ratio. No differences were observed among treatments for body composition determined by deuterium dilution at the end of the feedlot period, although the estimated rate of lipid deposition was higher for the treatment without fast decompression (216 vs 175 g/d) and the treatment with 45% concentrate (225 vs 166 g/d). No advantage was observed in the fast decompression post-hydrolysis at high pressure on the efficiency of feed:gain ratio of the feeds. The results demonstrated that animals fed hydrolyzed bagasse at high levels of intake (2.9% LW) and lower proportions of concentrate presented an efficiency of feed utilization similar to the diets with higher levels of concentrate.