Ing. Laura M REZUMATUL TEZ DETERMINAREA CALIT METODE DESTRUCTIVE Ing. Laura

33 Pages·2011·2.62 MB·Romanian

UUNNIIVVEERRSSIITTAATTEEAA DDEE ŞTIINŢE AGRICOLE
ŞŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ
UNIVERSITATEA LIEGE
Facultatea de Agricultură
GemblouxAgroBioTech

IInngg.. LLaauurraa MMoonniiccaa DDAALLEE

RREEZZUUMMAATTUULL TTEEZZEEII DDEE DOCTORAT

DDEETTEERRMMIINNAARREEAA CCAALLIITTĂŢIIII FFUURRAAJJEELLOORR PPRRIINN
MMEETTOODDEE DDEESSTTRRUUCCTTIIVVEE ŞII NNOONNDDEESSTTRRUUCCTTIIVVEE

CONDUCĂTTOORRII ŞŞTIINŢIFICI:
PPrrooff.. ddrr.. IIooaann RROOTTAARR
PPrrooff.. ddrr.. AAnnddrréé TTHHÉÉWWIISS

Cluj-Napoca
2011
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE

CUPRINS
CUPR INS ................................................................................................................................. 2
INTRODUCERE ..................................................................................................................... 4

~ PARTEA I ~ ......................................................................................................................... 7
PARTEA BIBLIOGRAFICĂ .................................................................................................. 7

Capitolul I
CERCETĂRI PRIVIND CALITATEA UNOR FURAJE ....................................................... 7

~ PARTEA a II – a ~ ............................................................................................................... 7
REZULTATELE CERCETĂRII PROPRII ............................................................................. 7

Capitolul II
CADRUL NATURAL, MATERIALE ŞI METODE DE CERCETARE ORGANIZAREA
CERCETĂRII ................................................................................................................... 7
2.1.2. Obiectivele cercetării ................................................................................................... 8
2.2. CADRUL NATURAL ......................................................................................... 9
2.2.1.Cadrul natural – porumb destinat însilozării ..................................................... 9
2.2.2.Cadrul natural – lucernă .................................................................................... 9
2.2.3. Cadrul natural - furaj de pe pajiști naturale ...................................................... 9
2.3. MATERIAL ȘI METODE DE CERCETARE .................................................... 9
2.3.1.Material biologic – porumb ............................................................................... 9
2.3.2.Material biologic – lucernă .............................................................................. 10
2.3.3.Material biologic – furaj de pe pajiștea naturală ............................................. 10
2.4. APRECIERE A CALITĂŢII FURAJELOR ..................................................... 10
A. METODE ORGANOLEPTICE .......................................................................... 10
B. ANALIZA ÎNSUȘIRILOR CHIMICE ................................................................ 11
1. METODE ANALITICE CLASICE ..................................................................... 11
2. METODE NEDESTRUCTIVE ........................................................................... 12
a) Determinarea compoziţiei chimice a furajelor prin
spectrofotometrie în infraroşu apropiat (NIRS) ................................................... 12
b) Instrumentul de imagistică NIR (Near Infrared Hyperspectral
Imaging sau Camera NIR) ................................................................................... 12

Capitolul III
CALITATEA FURAJULUI OBŢINUT DIN PORUMB DESTINAT ÎNSILOZĂRII ........ 12
3.2. ANALIZA CALITĂȚII FURAJULUI ............................................................. 13
3.2.1. Conţinutul în proteină brută ............................................................................ 13
3.2.2. Conţinutul în substanţe minerale (cenuşă brută) ............................................ 14
3.2.3. Conţinutul în celuloză brută ........................................................................... 14
3.2.4. Conţinutul în NDF .......................................................................................... 15

2
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE
3.2.5. Conţinutul în ADF .......................................................................................... 15
3.2.6. Conţinutul în lignină (ADL) ........................................................................... 15
3.2.7. Conţinutul în materie organică digestibilă (OMDrt) ...................................... 16
3.2.8. Conţinutul în substanțe extractive neazotate (SEN) ....................................... 16
3.2.9. Conţinutul în energie brută ............................................................................. 17

Capitolul IV
CALITATEA FURAJULUI OBŢINUT DIN LUCERNĂ .................................................... 17
4.1. CALITATEA FURAJULUI ......................................................................................... 17
4.2. ANALIZA CALITĂȚII FURAJULUI ......................................................................... 18
4.2.1. Conţinutul în proteină brută ....................................................................................... 18
4.2.2. Conţinutul în substanţe minerale (cenuşă brută) ............................................ 19
4.2.3. Conţinutul în celuloză brută .......................................................................... 20
4.2.4. Conţinutul în NDF ......................................................................................... 20
4.2.5. Conţinutul în ADF ......................................................................................... 21
4.2.6. Conţinutul în lignină (ADL) ...................................................................................... 21
4.2.7. Conţinutul în materie organică digestibilă (OMDrt) ..................................... 21
4.2.8. Conţinutul în substanță uscată digestibilă (SMDrt)....................................... 22
4.2.9. Conţinutul în substanţe extractive neazotate (SEN) ...................................... 22
4.2.10. Conţinutul în energie brută ...................................................................................... 22

Capitolul V
CALITATEA FURAJULUI OBŢINUT DE PE PAJIȘTEA NATURALĂ .......................... 23
5.1. CALITATEA FURAJULUI ......................................................................................... 23
5.2. ANALIZA CALITĂȚII FURAJULUI ......................................................................... 23
5.2.9. Conținutul în energie brută ........................................................................................ 24
5.2.10. Discriminarea speciilor cu ajutorul Camerei NIR ................................................... 25

CONCLUZII .......................................................................................................................... 28

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ ............................................................................................. 32

3
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE

INTRODUCERE

Cercetarea ştiinţifică în pratologie datează abia la începutul secolului al XX–lea, în primele
decenii având un caracter descriptiv, iar în al treilea deceniu intensificându–se semnificativ
(MOISUC et al., 2001).
În viziunea agricolă actuală, producţia furajelor, obţinută de pe pajiştile permanente, pajiştile
temporare şi culturile furajere, este parte integrantă a gestiunii teritoriului agricol şi presupune:
durabilitatea sistemelor componente, viabilitatea economică şi socială a activităţii agricole şi
contribuţia la dezvoltarea durabilă a spaţiului rural, într–o lume tot mai urbanizată.
Funcţia cea mai importantă a unei pajişti este aceea de a produce furaje suculente şi furaje
fibroase. Pe suprafeţele de pajişti din zona de câmpie şi deal scopul principal trebuie să fie
producerea de cantităţi mari de furaje, de calitate, cu inputuri tehnologice moderate şi mari, cu o
tehnologie modernă, cu maşini şi utilaje de mare capacitate ce sporesc considerabil eficienţa
economică.
Pajiştile din zona montană nu trebuie să aibă în totalitate ca scop primordial sporirea
producţiei ci calităţii furajului. O tehnologie intensivă în aceste regiuni trebuie să se aplice
numai pe pajiştile situate în staţiuni foarte favorabile, cu un relief ce permite executarea
lucrărilor mecanizat, cu un strat de sol util profund etc.
O apreciere cât mai justă a calităţii furajului provenit din pajişti necesită o analiză de
ansamblu a unor date referitoare la compoziţia botanică a pajiștii, la conţinutul în substanţe
nutritive şi minerale, precum şi a digestibilității furajelor obținute (ROTAR and CARLIER, 2005).
Dintre culturile furajere, care alături de pajişti au o contribuţie majoră la asigurarea bazei
furajere, lucerna şi porumbul destinat silozului ocupă o poziţie de mare importanţă. Există la
nivelul fermierilor precum şi a lumii ştiinţifice agricole convingerea că, culturile mai sus,
amintite, sunt vitale sau esenţiale pentru sistemul furajer al ţării noastre. Opţiunea este dată mai
ales de productivitatea ridicată a porumbului pentru siloz şi a lucernei pe de–o parte, precum şi a
suprafeţei ocupate cu pajişti naturale pe de altă parte.
Preocupările noastre au mers însă nu pe această direcţie de monitorizare a cantităţii, ci mai
ales, pe determinarea calităţii unor furaje provenite din experienţe staţionare situate pe pajiştile

4
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE
naturale din Munţii Apuseni, sau, în cazul porumbului destinat silozului pe un sol faeoziom
argic cambic din perimetrul Staţiunii de Cercetare şi Dezvoltare Agricolă – Turda, iar pentru la
lucernă în cadrul Staţiunii de Didactice și Experimentale – Ferma Cojocna, a USAMV Cluj
Napoca.
Pe parcursul cercetării şi a elaborării tezei mele de doctorat am beneficiat de sprijinul mai
multor persoane cărora doresc să le mulţumesc. În primul rând as dori sa îi amintesc pe cei care
m–au îndrumat încă de la început cu pricepere şi cu multă înțelegere, în special coordonatorii
mei ştiinţifici: prof. univ. dr. ROTAR IOAN, din cadrul universităţii noastre, care mi–a deschis
perspectiva de a studia tehnica de analiză nedestructivă, atât în ţară cât şi în străinătate, mi–a
oferit sprijin şi m–a îndrumat cu profesionalism, arătând întotdeauna încredere şi bunăvoinţă și
prof. univ. dr. ANDRÉ THEWIS, din cadrul Gembloux AgroBio Tech, Universitatea din Liège,
care m–a îndrumat cu multă stricteţe şi care mi–a oferit sprijin atât moral cât şi ştiinţific în
perioada cât am studiat în Belgia dar şi după ce m–am întors în ţară.
Sunt, de asemenea, profund recunoscătoare celorlalte cadre didactice de la departamentul de
Cultura Plantelor, prof. dr. ROXANA VIDICAN şi asistentului univ. dr. ADRIANA MOREA, precum
şi colegilor doctoranzi din ani mai mari, care m–au călauzit în aceşti trei ani şi au contribuit la
formarea mea profesională.
Aş dori să mulţumesc Centrului Walloon de Cercetare Agricolă din Gembloux (CRA–W),
care a fost alături de mine şi m–a sprijinit cu mult profesionalism. Aş vrea să mulţumesc în
special domnului dr. VINCENT BAETEN, care m–a îndrumat care mi–a oferit posibilitatea de a
urma cursul de perfecţionare “Training in Infrared Spectroscopy and Chemometrcs 2010”.
Mulţumirile mele sunt adresate şi domnilor dr. JUAN ANTONIO FERNÁNDEZ–PIÑERA şi ing.
BERNARD LECLER pentru întelegerea de care au dat dovadă şi pentru calmul cu care mi–au
explicat ceea ce trebuie sa fac pentru a stăpâni tehnica NIRS, precum şi întregului colectiv din
cadrul CRA–W Gembloux.
În timpul deplasării în Belgia pentru perfecţionarea în tehnica NIRS am fost sprijinită şi de
domnul prof. univ. dr. ANDRÉ FALISSE şi de soţia acestuia, care au fost binevoitori şi ospitalieri
cu mine şi cu ceilalţi colegi, cărora pe această cale aş dori să le mulțumesc.
Realizarea acestei teme de cercetare şi atingerea obiectivelor aferente au fost susţinute cu
ajutorul colegilor şef lucr. dr. FLORIN PĂCURAR, asist. dr. VASILE FLORIAN, dr. OVIDIU

5
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE
CECLAN, fără ajutorul cărora nu puteam să realizez această teză şi cărora le mulţumesc în mod
deosebit.
Această teză prezintă rezultatele cercetărilor şi muncii noastre, însă din punctul meu de
vedere, rezultatul cel mai important al acestei contribuţii este faptul că tehnica NIRS este tot mai
utilizată în ţara noastră. În perspectivă se doreşte extinderea pe o scară largă a acestei tehnici atât
în industrie cât şi în cercetarea ştiinţifică.
Şi nu în ultimul rând aş dori să mulţumesc familiei mele, părinţilor în special, pentru tot
sprijinul, înţelegerea şi încrederea arătată pe parcursul elaborării acestei lucrări.

Vă mulțumesc,
Laura Monica DALE

6
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE

~ PARTEA I ~
PARTEA BIBLIOGRAFICĂ
Capitolul I
CERCETĂRI PRIVIND CALITATEA UNOR FURAJE

În primul capitol sunt prezentate câteva definiții ale “furajului” și a “calității”, studii generale
și actuale legate de calitatea furajelor, o descriere a metodelor de apreciere a calității precum și
cercetări legate de aceste metode de cercetare. Ultimul subcapitol tratează calitatea furajelor
determinată prin metoda nedestructivă, altfel spus metoda NIRS. Tehnica NIRS este, în primul
rând, o tehnică deosebit de rapidă, este puţin costisitoare atunci când se lucrează cu un număr
sporit de eşantioane, dar, mai ales, este non–destructivă. De asemenea, are o repetabilitate
ridicată, ca şi o acurateţe şi precizie foarte mari. În plus, nu necesită utilizarea de substanţe
chimice şi nici o pregătire prealabilă a eşantioanelor, tehnica NIRS fiind considerată “clean
technology” – în concordanţă cu cerinţele unei agriculturi durabile (VIDICAN, 2000).

~ PARTEA a II – a ~
REZULTATELE CERCETĂRII PROPRII

Capitolul II
CADRUL NATURAL, MATERIALE ŞI METODE DE CERCETARE
ORGANIZAREA CERCETĂRII

Precum s–a arătat în capitolul anterior, în determinarea calităţii furajelor se pune accent
deosebit pe tehnica NIRS. Această metodă non–destructivă este o tehnică rapidă, foarte
elegantă, ce este în plină dezvoltare în unele ţări ale Comunităţii Europene, deşi în multe ţări
aceasta se află într–un stadiu incipient. La început se află şi în ţara noastră.
Astfel, în ţările dezvoltate s–au iniţiat numeroase cercetări, care au avut ca scop:
(cid:1) dezvoltarea metodelor nedestructive;
(cid:1) evaluarea posibilităţilor tehnicii NIRS pentru a construi o bază de date spectrală;

7
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE
(cid:1) calibrările aparatului NIRS;
(cid:1) validarea modelelor construite pentru determinarea diferiţilor parametrii (proteină,
substanţă uscată, cenuşă, celuloză, grăsime, NDF, ADF, lignină, digestibilitate, valoare
energetică etc.);
(cid:1) dezvoltarea instrumentelor NIR la o tehnică mai avansată, la spectre de dimensiuni mai
mari, cum ar fi imaginile, folosind un aparat de fotografiat NIR (Camera NIR) care să cuprindă
până la 76800 specte/5min (ex: Camera InGaAs).
2.1.2. Obiectivele cercetării
Obiectivele generale şi specifice sunt următoarele:
a) Caracterizarea generală a calităţii furajelor determinate cu ajutorul metodelor destrutive
şi nondestructive, după cum urmează:
− construirea de baze de date spectrale pentru porumbul destinat însilozării;
− construirea de baze de date spectrale pentru calitatea lucernei;
− construirea de baze de date spectrale pentru calitatea furajului obţinute de pe pajişti
naturale din Munții Apuseni;
− calibrarea aparatului NIRS şi validarea metodelor pentru bazele de date spectrale
construite cu ajutorul metodelor destructive.
b) Folosirea Camerei NIR pentru a detecta cantitatea de probe pure dintr–un amestec:
− construirea de clase spectrale pentru speciile:
− Festuca rubra L.,
− Trifolium repens L.,
− Agrostis capillaris L.,
− Hieracium aurantiacum L.,
− Arnica montana L.;
− identificarea claselor spectrale a probelor pure pentru speciile enumerate mai sus;
− discriminarea probelor pure dintr–un amestec de mai multe specii;
c) Folosirea Camerei NIR pentru a determina conţinutul de proteină brută şi digestibilitatea
speciei Arnica montana L din amestecuri de furaje SU de pe pajiștile naturale:
− discriminarea speciei Arnica montana L din amestecurile de specii;
− cuantificarea speciei Arnica montana L din amestecurile de specii;

8
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE
− determinarea conţinutului de proteină și digestibilităţii speciei Arnica montana L din
amestecurile de specii;
− determinarea influenței speciei Arnica montana L asupra conţinutului de proteină şi de
digestibilitatea a furajului din amestec.
2.2. CADRUL NATURAL
2.2.1. Cadrul natural – porumb destinat însilozării
Aceste experiențe au fost amplasate la Staţiunea de Cercetare şi Dezvoltare Agricolă – Turda
este situată în partea de nord–vest a municipiului Turda, la 3 km de şoseaua naţională E60 şi la
30 km faţă de municipiul Cluj–Napoca. Are poziţia geografică situată pe coordonatele 46o35’
latitudine nordică şi 23o47’ longitudine estică Greenwich şi o altitudine de 345–493 m faţă de
nivelul mării Adriatice.
2.2.2. Cadrul natural – lucernă
Aceste experiețe au fost amplasate la Staţiunea Didactică Experimentală – Cojocna este
situată la est de municipiul Cluj–Napoca la distanţă de 36 km, pe drumul judeţean 161 A:
Apahida–Cojocna–Ceanu Mare. Ca localizare geografică, staţiunea este situată la aproximativ
46°44’ latitudine nordică şi 23°50’ longitudine estică.
2.2.3. Cadrul natural - furaj de pe pajiști naturale
Acestea au fost amplasate în satul Ghețar, comuna Gârda de Sus, situată în partea de N–V a
judeţului Alba, în bazinul hidrografic superior al Arieşului Mare, principalul afluent al Arieşului
fiind pârâul Gârda Seacă, iar ca particularitate regională aparţine Ţării Moţilor. Studiile noastre
s–au desfăşurat în Munţii Apuseni, pe Platoul Gheţar – Poiana Călineasa, în perimetrul satului
Gheţar. Platoul Gheţar – Poiana Călineasa este situat în Munţii Bihorului, munţi ce sunt plasaţi
în partea centrală a Apusenilor şi împreună cu Vlădeasa constituie cel mai înalt lanţ muntos din
Apuseni.
2.3. MATERIAL ȘI METODE DE CERCETARE
2.3.1. Material biologic – porumb
Culturile comparative cu hibrizi de porumb timpurii (FAO 250 – 320) şi hibrizi semitimpurii
(FAO 340 – 450) au fost amplasate în anii 2005 în câmpul experimental al Laboratorului de
ameliorare a porumbului de la SCDA Turda (după CECLAN, 2010). În acest studiu s–au luat în
calcul experienţele din anul 2006 şi 2007.

9
PhD Thesis eng. Laura Monica DALE
Deși experiența a fost bifactorială determinarea calității porumbului destinat însilozării s-a
făcut pe probe medii din toți hibrizii după cum urmează:
- tulpini fără știuleți;
- știuleți cu pănuși.
2.3.2. Material biologic – lucernă
În primăvara anului 2007, după ce a fost însămânţă lucerna (soiul Eugenia) s–a fertilizat cu
îngrăşăminte chimice de diferite compoziţii, în funcţie de dozele propuse pentru fiecare
variantă. Prima dintre variantele acestei experienţe, considerată martor, a fost păstrată cea cu
fertilitatea naturală a solului.
2.3.3. Material biologic – furaj de pe pajiștea naturală
Pentru a răspunde obiectivelor propuse, s–au conceput trei experienţe, după cum urmează:
(cid:1) Experienţa I cu îngrăşăminte organice şi combinaţii de îngrăşăminte organice şi
minerale;
(cid:1) Experienţa a–II–a cu îngrăşăminte organice în diferite doze;
(cid:1) Experienţa a–III–a cu îngrăşăminte minerale în diferite doze;
Aceste experienţe au debutat în anul 2001, iar în lucrare vor fi prezentate date experimentale
obţinute în perioada 2010, deci date din ultimul an experimental.
2.4. APRECIERE A CALITĂŢII FURAJELOR
A. METODE ORGANOLEPTICE
Analiza macroscopică a furajelor permite aprecierea calităţii, uneori în condiţii mai bune
decât toate determinările fizico–chimice. În anumite cazuri, analiza organoleptică este decisivă
şi conduce la interzicerea utilizării produsului, făcând inutile determinările chimice ulterioare.
Analiza macroscopică nu necesită utilaje complicate şi tehnici deosebite, fiind însă necesar
ca lucrătorul care efectuează aceste determinări să aibă o experiență adecvată. Aceasta analiză
se face cu ajutorul lupei sau se poate executa cu ochiul liber.
Aprecierea calităţii poate fi făcută şi direct de către fermier, prin aprecierea unor însuşiri ca:
aspect, senzaţie la pipăit, culoare, miros, prezenţa de substanţe impropii, gust, compoziţie
botanică pentru unele fânuri.

10