Forage Accumulation and Nutritional Characteristics of Brachiaria Cultivars Grown in a Semi-arid Environment

J. G. Rodrigues, G. dos S. Difante, L. C. V. Ítavo, M. de G. Pereira , A. L. C. Gurgel, A. B. G. da Costa , E. L. de L. Veras, G. O. de A. Monteiro , A. M. Dias, C. C. B. F. Ítavo


The evaluation of the nutritional value and parameters of ruminal fermentation of tropical forages is important, aiming at its efficient use in ruminant feeding. This study was developed to evaluate the forage accumulation, chemical composition, protodioscin content, digestibility, and in vitro degradation kinetics of different Brachiaria spp. cultivars in different evaluation periods. The research was carried out in the semi-arid region of Brazil, from April 2016 to April 2017. The experiment was laid out as a split-plot arrangement in a randomized block design in which five cultivars (B. decumbens cv. Basilisk, and B. brizantha cvs. Marandu, Paiaguás, Piatã, and Xaraés) represented the plot and four evaluation periods (establishment, transition, dry, and rainy) the subplot. There was a cultivar × period interaction effect for forage accumulation rate (FAR), for which cv. Xaraés showed the highest mean (54.1 kg/ DM) in the rainy season. The lowest yield was found in cv. Paiaguás in the dry season (24.1 kg/ DM). Cultivars Basilisk, Marandu, and Paiaguás had the highest crude protein content. The highest in vitro dry matter digestibility values were found in cv. Basilisk in the dry, transition, and rainy periods; cv. Marandu in the transition period, and cvs. Paiaguás and Piatã in their establishment. A correlation was found between the parameters of in vitro degradation kinetics and chemical composition. The protodioscin content was highest in cv. Basilisk, during its establishment (5.5 g/kg DM). Cultivars Paiaguás, Piatã, and Xaraés showed low protodioscin values (<1.0 g/kg DM). Cultivars Basilisk, Marandu, Paiaguás, Piatã, and Xaraés can be used as forage options in the semi-arid environment, as their forage accumulation potential and nutritional value are suitable for animal production even in periods of lower water availability.


AOAC. 2000. Official Methods of Analysis. 17th Edition. Washington, DC., USA.
Berchielli, T. T., J. D. Messana, & R. C. Canesin. 2012 Produção de metano entérico em pastagens tropicais. Revista Brasileira Saúde Produção Animal. 13:954–968.
Campos, F. P., D. R. O. Nicácio, P. Sarmento, M. C. P. Cruz, T. M. Santos, A. F. G. Faria, M. E. Ferreira, M. R. G. Conceição, & C. G. Lima. 2016. Chemical composition and in vitro ruminal digestibility of hand-plucked samples of Xaraes palisade grass fertilized with incremental levels of nitrogen. Anim. Feed Sci. Technol. 215:1–12.
Costa, M. C. M., L. C. V. Ítavo, C. C. B. F. Ítavo, A. M. Dias, G. S. Difante, R. H. T. B. Goes, E. S. Leal, L. M. Nonato, N. D. Kozerski, G. J. Moraes, M. V. G. Niwa, A. L. C. Gurgel & T. F. F. S. Arco. 2021. Natural intoxication caused by protodioscin in lambs kept in Brachiaria pastures. Trop. Anim. Health Prod. 53:336.
Dupas, E., S. Bruzetti, F. H. S. Rabêlo, A. L. Sarto, N. C. Cheng, M. C. M. Teixeira Filho, F. S. Galindo, R. P. Dinalli, & R. N. Gazola. 2016. Nitrogen recovery, use efficiency, dry matter yield, and chemical composition of palisade 5 grass fertilized with nitrogen sources in the Cerrado biome. Aust. J. Crop Sci. 10:1330–1338.
Emerenciano, N. J. V., G. S. Difante, Â. M. Q. Lana, H. R. Medeiros, E. M. Aguiar, D. B. Montagner, & J. S. Souza. 2018. Forage quality and performance of sheep in Massai grass pastures managed at pre-grazing canopy heights. S. Afr. J. Anim. Sci. 48:1073–1081.
Euclides, V. P. B., D. B. Montagner, R. A. Barbosa, C. B. Valle, & N. N. Nantes. 2016 Animal performance and sward characteristics of two cultivars of Brachiaria brizantha (BRS Paiaguás and BRS Piatã). Revista Brasileira Zootecnia 45:85–92.
Faccin, T. C., F. Riet-Correa, F. S. Rodrigues, A. C. Santos, G. K. A. Melo, G. K. A. J. A. Silva, R. Ferreira, C. C. B. F. Ítavo, & R. A. A. Lemos. 2014. Poisoning by Brachiaria brizantha in flocks of naïve and experienced sheep. Toxicon. 82:1–8.
Fernandes, L. S., G. S. Difante, M. G. Costa, J. V. E. Neto, I. M. M. Araújo, J. L. S. Dantas, & A. L. C. Gurgel. 2020. Pasture structure and sheep performance supplemented on different tropical grasses in the dry season. Rev. Mex. Cienc. Pecu. 11:89–101.
Ferreira, G. D. G., M. V. F. Santos, M. A. Lira, A. C. L. Melo, O. C. Almeida, C. R. Ribeiro, R. L. Oliveira, & A. D. Palmieri. 2013. Quantitative and qualitive characteristics of elephant grass (Pennisetum pupureum Schum) clones in the semi-arid lands of Pernambuco (Brazil). Revista Colombiana Ciencias Pecuarias 26:15–23.
Ganzera, M., E. Bedir, & I. A. Khan. 2001. Determination of steroidal saponins in Tribulus terrestres by reversed-phase high-performance liquid chromatography and evaporative light scatterind detection. J. Pharm. Sci. 90:1752–11758.
Guenni, O., D. Marín, & Z. Baruch. 2002. Responses to drought of five Brachiaria species. I. Biomass production, leaf growth, root distribution, water use and forage quality. Plant Soil. 243:229–241.
Leal, E. S., L. C. V. Ítavo, C. B. Valle, C. C. B. F. Ítavo, A. M. Dias, M. Barbosa-Ferreira, C. M. Soares, G. K. A. Melo, & V. B. N. Ferreira. 2016. Anti-nutritional potential of protodioscin and kinetics of degradation in Urochloa grasses. Semin. Ciênc. Agrár. 37:2247–2258.
Leal, E. S., L. C. V. Ítavo, C. B. Valle, C. C. B. F. Ítavo, A. M. Dias, G. S. Difante, M. Barbosa-Ferreira, L. M. Nonato, G. K. A. Melo, & A. L. C. Gurgel. 2020. Influence of protodioscin content on digestibility and in vitro degradation kinetics in Urochloa brizantha cultivars. Crop Pasture Sci. 71:278–284.
Lima, C. L. D., G. S. Difante, K. C. Basso, J. V. E. Neto, D. B. Montagner, R. I. G. Vasconcelos, T. F. M. Trindade, & E. L. L. Veras. 2017. Estrutura de dossel e perfilhamento de gramíneas Piatã e Marandu sob duas intensidades de pastejo com ovinos. Biosci. J. 33:962–973.
Lima, F. G., M. Haraguchi, J. A. Pfister, V. Y. Guimaraes, & D. F. Diogo. 2012. Weather and plant age affect the levels of steroidal saponin and Pithomyces chartarum spores in Brachiaria grass main forage source for ruminants. International Journal Poisonous Plant Research. 2:45–53.
Lopes, M. N., M. J. D. Cândido, E. C. Gomes, R. C. F. F. Pompeu, & R. G. Silva. 2018. Biomass flow and water efficiency of cactus pear under different managements in the Brazilian Semiarid. Ciênc. Agron. 49:324–333.
Magalhães, J. A., M. S. S. Carneiro, A. C. Andrade, E. S. Pereira, J. S. Souto, M. S. C. Pinto, B. H. N. Rodrigues, N. L. Costa, & W. J. E. M. Filho. 2012. Nitrogen use efficiency, yield and composition of andropogon-grass under irrigation and fertilization. Archivos Zootecnia. 61:577–588.
Mariani, F., R. S. Fontaneli, L. Vargas, & H. P. Santos. 2012. Perennial tropical forage grasses establishment simultaneously with soybean and maize in northern of RS state, Brazil. Cienc. Rural. 42:1471–1476.
Melo, G. K. A., R. Pupin, R. F. Heckler, L. M. Nonato, C. C. B. F. Ítavo, V. B. N. Ferreira, & R. A. A. Lemos. 2019. Comparison of two collection methods to determine protodioscin concentrations in Brachiaria spp. and to monitor Brachiaria spp. Poisoning. Pesqui. Vet. Bras. 39:710–714.
Moreira, C. N., V. L. Banys, A. S. Pinto, L. A. S. Franco, & M. C. S. Fioravanti. 2009. Bovinos alimentados com capim Brachiaria e Andropogon : Desempenho, avaliação da quantidade de esporos do fungo Pithomyces chartarum e teor de saponina das pastagens. Ciência Animal Brasileira 10:184–194.
Mustafa, V. S., A. R. C. Moscardini, J. R. J. Borges, G. C. Reckziegel, F. Riet-Correa, & M. B. Castro. 2012. Intoxicação natural por Brachiaria spp. em ovinos no Brasil Central. Pesqui. Vet. Bras. 32:1272–1280.
Mwendia, S. W., I. A. M. Yunusa, R. D. B. Whalley, B. M. Sindel, D. Kenney, & I. W. Kariuki. 2013. Use of plant water relations to assess forage quality and growth for two cultivars of Napier grass (Pennisetum purpureum) subjected to different levels of soil water supply and temperature regimes. Crop Pasture Sci. 64:1008–1019.
Neves, D. S. B., R. R. Silva, F. F. Silva, L. V. Santos, G. A. Filho, S. O. Souza, M. C. Santos, W. J. Rocha, A. P. G. Silva, M. M. Lisboa M. M. S. Pereira, & V. M. Carvalho. 2018. Increasing levels of supplementation for crossbred steers on pasture during the dry period of the year. Trop. Anim. Health Prod. 50:1411–1416.
Oliveira, V. S., J. A. S. Morais, E. N. Muniz, J. L. Fagundes, I. G. S. Lima, J. S. C. Santana, & C. B. Santos. 2017. Cinética ruminal de forrageiras tropicais submetidas ou não a sistema de irrigação. Boletim Indústria Animal 74:195–204.
Oliveira, V. S., J. A. S. Morais, J. L. Fagundes, I. G. S. Lima, J. C. S. Santana, & C. B. Santos. 2016. Efeito da irrigação na produção e qualidade de pastagens durante o período da seca. Rev. Cient. Eletrôn. Med. Veter. 26:1–10.
Pariz, C. M., M. V. Azenha, M. Andreotti, F. C. D. M. Araújo, N. D. A. Ulian, & A. F. Bergamaschine. 2011. Produção e composição bromatológica de forrageiras em sistema de integração lavoura-pecuaria em diferentes épocas de semeadura. Pesqui. Agropecu. Bras. 46:1392–1400.
Peyraud, J. & L. Astigarraga. 1998. Review of the effect of nitrogen fertilization on the chemical composition, intake, digestion and nutritive value of fresh herbage: consequences on animal nutrition and N balance. Anim. Feed Sci. Technol. 72:235–259.
Quintino, A. C., J. G. Abreu, R. G. Almeida, M. C. M. Macedo, L. S. Cabral, & R. L. Galati. 2013. Produtividade e valor nutritivo de capim-piatã e sorgo de corte e pastejo em diferentes idades de corte. Acta Scientarium Animal Science. 35:243–249.
Reis, R. A., A. C. Ruggieri, A. A. Oliveira, M. V. Azenha, & D. R. Casagrande. 2012. Supplementation as a strategy for the production of the beef quality in tropical pastures. Revista Brasileira Saúde Produção Animal 13:642–655.
Riet-Correa, B., M. B. Castro, R. A. A. Lemos, G. Riet-Correa, V. Mustafa, & F. Riet-Correa. 2011. Intoxicação por Brachiaria spp. em ruminantes no Brasil. Pesqui. Vet. Bras. 31:183–192.
Rodrigues, R. C., T. V. R. Sousa, M. A. A. Melo, J. S. Araújo, R. P. Lana, C. S. Costa, M. E. Oliveira, M. O. M. Parente, & I. B. M. Sampaio. 2014. Características agronômicas, morfogênicas e estruturais de gramíneas forrageiras tropicais no nordeste do Brasil. Tropical Grasslands 2:214-222.
Rodrigues, J. C. T., M. S. S. Carneiro, J. A. Magalhães, E. S. Pereira, B. H. N. Rodrigues, N. L. Costa, M. S. C. Pinto, A. C. Andrade, A. P. Pinto, F. H. S. Fogaça, & K. N. C. Castro. 2015. Produção e composição bromatológica do capim-Marandu em diferentes épocas de diferimento e utilização. Semin. Cienc. Agrar. 36:2141–2154.
Rodrigues, J. G., G. S. Difante, A. L. C. Gurgel, E. L. L. Veras, A. B. G. Costa, M. G. Pereira, J. V. E. Neto, & C. M. Costa. 2021. Establishment of Brachiaria cultivars in the soil-climatic conditions of the Brazilian semi-arid region. Acta Scientarium Animal Science 43:1–10.
Santos, H. G., P. K. T. Jacomine, & L. H. C. Anjos. 2018. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5ª ed. CNPS. 590p.
Schofield, P., R. E. Pitt, & A. N. Pell. 1994. Kinetics of fiber digestion from in vitro gas production. J. Anim. Sci. 72:2980–2991.
Sriagtula, R., P. D. M. H. Karti, L. Abdullah, Supriyanto, D. A. Astuti, & Zurmiati. 2021. Nutrients, fiber fraction, and in vitro fiber digestibility of brown-midrib sorghum mutant lines affected by the maturity stages. Trop. Anim. Sci. J. 44:297–306.
Souza, R. I. C., F. Riet-Correa, K. B. Brum, C. E. Fernandes, M. Barbosa-Ferreira, & L. A. A. Lemos. 2010. Brachiaria spp. poisoning in cattle in Mato Grosso do Sul, Brazil. Pesqui. Vet. Bras. 30:1036–1042.
Tilley, J. M. A. & R. A. Terry. 1963. A two‐stage technique for the in vitro digestion of forage crops. Grass. Forage. Sci. 18:104–111.
Thornthwaite, C. W. 1948. An approach toward a rational classification of climate. Geogr. Rev. 38:55–94.
Tsuzukibashi, D., J. P. R. Costa, F. V. Moro, A. C. Ruggieri, & E. B. Malheiros. 2015. Anatomia quantitativa, digestibilidade in vitro e composição química de cultivares de Brachiaria brizantha. Revista Ciências Agrárias 39:46–53.
Valente, B. S. M., M. J. D. Cândido, J. A. A. C. Junior, E. S. Pereira, M. A. D. Bomfim, & J. V. Feitosa. 2010. Composição químico-bromatológica, digestibilidade e degradação in situ da dieta de ovinos em capim-tanzânia sob três frequências de desfolhação. Revista Brasileira de Zootecnia 39:113–120.
Valle, C. B., V. P. B. Euclides, D. B. Montagner, J. R. Valério, C. D. Fernandes, M. C. M. Macedo, J. R. Verzignassi, & L. A. Z. Machado. 2013. BRS Paiaguás: A new Brachiaria (Urochloa) cultivar for tropical pastures in Brazil. Tropical Grasslands 1:121–122.
Van Soest, P. J., J. B. Robertson, & B. A. Lewis. 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and non starch polysaccharides in relation to animal nutrition. J. Dairy Sci. 74:3583–3597.
Van Soest, P. J. 1994. Nutritional Ecology of the Ruminant.” (Cornell University Press: Cornell).
Veras, E. L. L., G. S. Difante, A. L. C. G. Gurgel, C. M. Costa, J. V. E. Neto, J. G. Rodrigues, A. B. G. Costa, M. G. Pereira, & L. C. V. Itavo. 2020. Tillering capacity of Brachiaria cultivars in the Brazilian Semi-arid region during the dry season. Trop. Anim. Sci. J. 43:133–140.
Viciedo, D. O., R. M. Prado, C. A. Martínez, E. Habermann, & M. C. Piccolo. 2019. Short-term warming and water stress affect Panicum maximum Jacq. stoichiometric homeostasis and biomass production. Sci. Total Environ. 681:267–274.


J. G. Rodrigues
G. dos S. Difante
L. C. V. Ítavo
M. de G. Pereira
A. L. C. Gurgel (Primary Contact)
A. B. G. da Costa
E. L. de L. Veras
G. O. de A. Monteiro
A. M. Dias
C. C. B. F. Ítavo
RodriguesJ. G., DifanteG. dos S., ÍtavoL. C. V., Pereira M. de G., GurgelA. L. C., da Costa A. B. G., VerasE. L. de L., Monteiro G. O. de A., DiasA. M., & ÍtavoC. C. B. F. (2023). Forage Accumulation and Nutritional Characteristics of Brachiaria Cultivars Grown in a Semi-arid Environment. Tropical Animal Science Journal, 46(1), 85-96.

Article Details

List of Cited By :

Crossref logo