Combinação estratégica entre aditivos alimentares visando a manipulação da cinética e da fermentação ruminal para aumento da eficiência energética e mitigação da emissão de metano entérico e dos dejetos em ruminantes

This study aimed to evaluate the use of essential oils, exogenous enzymes, sodium monensin, and their associations as a nutritional strategy to mitigate ruminal CH4 emissions from Nellore cows and their impacts on the anaerobic biodigestion of manure. The thesis was structured in two studies. In study 1, eight cannulated Nellore cows (480 ± 55 kg) were used, distributed in a duplicated 4 x 4 Latin square design, in a 2 x 2 x 2 factorial scheme (4 periods of 28 days) totaling 4 repetitions (32 experimental units). The animals received a basal diet composed of 60% corn silage and 40% concentrate, with the daily supply being adjusted as a function of DMI. The factors were composed by the presence or absence of exogenous enzyme (1027 mg/kg DM), essential oil (31.7 mg/kg DM), and monensin (30.6 mg/kg DM) in the diet. Data were analyzed using SAS PROC MIXED and differences were declared significant at 5%. The association between the additives promoted alterations in the DMI, being antagonistic on the microbial efficiency, on the digestible energy lost in the form of ruminal CH4, and on the gross energy released in the intestine. However, no associative effects were observed between the additives on the production of SCFA. In study 2, experimental anaerobic batch-type biodigesters were used in a completely randomized design (32 experimental units) to evaluate the anaerobic biodigestion of waste from Nellore cows fed with sodium monensin, exogenous enzyme, essential oil, and their combinations. Data were also analyzed using SAS PROC MIXED and differences were declared significant at 5%. The association between the tested additives did not change the biodigestion process, however, the use of sodium monensin has been shown to reduce the biogas production potency and the concentration of nutrients in the biofertilizer. Thus, the association between the tested additives as a nutritional strategy did not prove to be able to reduce ruminal CH4 emissions, with no effect on the anaerobic biodigestion of manure.Este estudo teve como objetivo avaliar o uso de óleos essenciais, enzimas exógenas, monensina sódica e suas associações como estratégia nutricional visando mitigar as emissões de CH4 ruminal de vacas Nelore e seus impactos sobre a biodigestão anaeróbica dos dejetos. A tese foi estruturada em dois estudos. No estudo 1, foram utilizadas oito vacas Nelore canuladas (480 ± 55 kg), distribuídas em delineamento quadrado latino 4 x 4 duplicado, em esquema fatorial 2 x 2 x 2 (4 períodos de 28 dias) totalizando 4 repetições (32 unidades experimentais). Os animais receberam dieta basal composta por 60% de silagem de milho e 40% de concentrado, sendo o fornecimento diário ajustado em função do CMS. Os fatores foram compostos pela presença ou ausência de enzima exógena (1027 mg/kg MS), óleo essencial (31.7 mg/kg MS) e monensina (30.6 mg/kg MS) na dieta. Os dados foram analisados usando PROC MIXED do SAS e as diferenças foram declaradas significativas a 5%. A associação entre os aditivos promoveu alterações no CMS, se mostrando antagônica sobre a eficiência microbiana, sobre a energia digestível perdida na forma de CH4 ruminal e sobre energia bruta liberada no intestino. No entanto não foram observados efeitos associativos entre os aditivos sobre a produção de AGCC. No estudo 2, utilizou-se biodigestores anaeróbios experimentais do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualisado (32 unidades experimentais) para avaliar a biodigestão anaeróbica dos dejetos de vacas Nelore alimentadas com monensina sódica, enzima exógena, óleo essencial e suas combinações. Os dados também foram analisados usando PROC MIXED do SAS e as diferenças foram declaradas significativas a 5%. A associação entre os aditivos testados não promoveu alterações no processo de biodigestão, no entanto, a utilização de monensina sódica demonstrou reduzir o potência de produção de biogás e a concentração de nutrientes no biofertilizante. Deste modo, a associação entre os aditivos testados como estratégia nutricional não demonstrou ser capaz de reduzir as emissões de CH4 ruminal, não apresentando efeito sobre a biodigestão anaeróbica dos dejetos

Organic additives for cattle fed high concentrate diets

As restrições impostas a utilização de antibióticos como aditivos alimentares para bovinos têm estimulado a busca por tecnologias alternativas. Nesse sentido, foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes aditivos alimentares orgânicos e antibióticos sobre o desempenho, metabolismo ruminal, características de carcaça e qualidade da carne de bovinos Nelore confinados recebendo dietas com alta proporção de concentrado. As dietas continham 85% de concentrado e 15% de volumoso e os aditivos correspondentes aos tratamentos, sendo eles: 1) Aditivo orgânico (Fator P®) (A0), 2) Aditivo orgânico + Monensina sódica (AO+M), 3) Aditivo orgânico + enzimas amilolíticas (AO+E), 4) Monensina sódica + Virginiamicia (M+V). No experimento 1, 45 tourinhos da raça Nelore com 24 meses de idade e peso médio inicial de 373±32 kg, foram alojados em 4 baias coletivas equipadas com portões eletrônicos, para controle individual da alimentação, em um delineamento em blocos casualizados (peso inicial). Durante o confinamento foram analisadas as características de desempenho e de carcaça por ultrassonografia. Após 88 dias de confinamento os animais foram abatidos e analisadas características de carcaça, qualidade da carne e teste sensorial de aceitação pelo consumidor. No experimento 2 foram utilizados 8 novilhos da raça Nelore, com cânulas ruminais em um delineamento em quadrado latino 4 x 4 duplicado, com quatro tratamentos e 4 períodos de 21 dias, sendo realizadas análises de degradabilidade, pH ruminal e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). As características de desempenho, bem como as variáveis de degradabilidade ruminal não foram influenciadas pelos diferentes aditivos. O tratamento M+V apresentou maior pH ruminal (P<0,05), enquanto os tratamentos AO+M e AO+E apresentaram maiores concentrações de ácido acético e do total de AGCC (P<0,05). Maiores concentrações de ácido butírico foram encontrados nos tratamentos AO e AO+M (P<0,05). Os tratamentos não influenciaram o peso de carcaça quente, rendimento de carcaça, área de olho de lombo, pH da carcaça 24h após o abate, cor e lipídios totais. O tratamento M+V apresentou maior EGSU enquanto o tratamento AO+E apresentou menor EGPU (P<0,05) em relação aos demais. O tratamento AO apresentou menor perda por cocção em relação aos demais (P<0,05), sendo observado maiores escores de suculência para os tratamentos AO, AO+M e AO+E (P<0,05) e maiores escores de textura e qualidade global para os tratamentos AO e AO+M (P<0,05). O uso de aditivos orgânicos pode ser uma alternativa ao uso dos antibióticos tradicionais na terminação de bovinos confinados com dietas com alta proporção de concentrado, sem alterar os níveis produtivos, sugerindo possível melhora na aceitação pelo consumidor.The restrictions applied for the use of antibiotics with feed additives for cattle have stimulated the search for alternative technologies. In this sense, two experiments were conducted to evaluate the effect of different organic food additives and antibiotics on performance, ruminal metabolism, carcass characteristics and meat quality of feedlot Nellore cattle fed high concentrate diet. The diets contained 85% of concentrate and 15% of corn silage and additives corresponding to each treatment: 1) Organic additive (AO), 2) Organic additive + Monensin sodium (AO+M), 3) Organic additive + amylolytic enzymes (AO+E), 4) Monensin sodium + Virginiamycin (M+V). In the experiment 1, 45 Nellore steers with 24 months of age and initial body weight of 373 ± 32 kg were allotted in four collective pens equipped with electronic gates for individual control of feeding in a randomized complete block design. During the feedlot, animal performance and carcass characteristics were analyzed by ultrasonography. After 88 days of feedlot, the steers were slaughtered and carcass characteristics, meat quality and sensorial acceptance test by the consumer were analyzed. In the experiment 2, eight Nellore steers with ruminal cannulas were used in a 4 x 4 duplicate Latin square design, with four treatments and four periods of 21 days. Degradability, ruminal pH and short chain fatty acids (AGCC) were evaluated. The different additives did not influence the performance characteristics, as well as, the ruminal degradability variables. The M+V treatment had higher ruminal pH (P<0.05), whereas AO+M and AO+E treatments had higher concentrations of acetic acid and total AGCC (P<0.05). Higher concentrations of butyric acid were found in AO and AO + M treatments (P<0.05). The treatments did not influence hot carcass weight, carcass yield, ribeye area, carcass pH 24h after slaughter, color nor total lipids. The M+V treatment showed higher EGSU while the AO + E treatment presented lower EGPU (P <0.05) when compared with others. The AO treatment presented lower cooking loss (P<0.05), with higher succulence scores for AO, AO+M and AO+E treatments (P<0.05), and higher texture and quality scores for AO and AO+M treatments (P<0.05). The use of organic additives can be an alternative to the use of traditional antibiotics in finishing cattle fed high concentrate diets without affecting the production levels, suggesting possible improvement in consumer acceptance

Effect of tannins and monensin on feeding behaviour, feed intake, digestive parameters and microbial efficiency of nellore cows

This study aimed to evaluate the associative effect of monensin and tannins on intake, feeding behaviour, digestibility, rumen kinetics, microbial protein synthesis and nitrogen balance. In a 2 × 4 factorial arrangement, 8 rumen cannulated Nellore cows were distributed in 2 contemporary 4 × 4 Latin squares and received 8 diets that differed in the level of tannins (0.00, 0.75, 1.50 and 2.25% DM) and presence of monensin. Monensin was daily administered to each cow in one square (about 32 mg/kg DM). No interaction between monensin and tannins was observed (p > .05). Tannins linearly reduced feed intake, but linearly increased daily eating time (p < .05), although these did not alter the number of meals. Monensin increased CP digestibility by 6% (p = .0387) while tannins linearly reduced digestibility of DM, CP, OM and TDN, whereas the reduction was quadratic for ADF and NDF. Tannins linearly reduced the rumen disappearance rate by linearly reducing both passage and digestion rates. Tannins also linearly reduced urinary urea, though neither additive affected microbial protein synthesis. Monensin reduced the proportion of N excreted in faeces, whereas tannins linearly increased faecal N and linearly reduced both urinary and retained N. Monensin and tannins have shown independent effects on feeding behaviour, feed intake, digestive parameters, microbial protein synthesis and N balance, but they did not improve nutrient usage, although monensin alone has shown to have potential to promote N utilisation. Tannins may play an important role in reducing the excretion of N in urine.Highlights Tannins reduce the efficiency of nutrient usage in cattle. Tannins change the pathway of the excretion of the feeding nitrogen. The emission of N2O from the urine may be reduced by the use of tannins in cattle feeding