The Small Ruminant Nutrition System: development and evaluation of a goat submodel

The Small Ruminant Nutrition System (SRNS) is a computer model based on the structure of the Cornell Net Carbohydrate and Protein System for Sheep.A version of the SRNS for goats is under development and evaluation. In the SRNS for goats, energy and protein requirements are predicted based on the equations developed for the SRNS for sheep, modified to account for specific requirements of goats. Feed biological values are predicted based on carbohydrate and protein fractions and their ruminal degradation rates, on forage, concentrate and liquid passage rates, on microbial growth, and on physically effective fiber. The evaluation of the SRNS for goats based on literature data showed that the SRNS accurately predicted the ADG of kids (RMSEP = 32.5 g/d; r2 = 0.85; CCC = 0.91), and the daily MEI (RMSEP = 0.24 Mcal/d g/d; r2 = 0.99; CCC = 0.99) and the energy balance (RMSEP = 0.20 Mcal/d g/d; r2 = 0.87; CCC = 0.90) of goats

A glimpse of the future in animal nutrition science. 1. Past and future challenges

ABSTRACT If the world population continues to increase exponentially, wealth and education inequalities might become more pronounced in the developing world. Thus, offering affordable, high-quality protein food to people will become more important and daunting than ever. Past and future challenges will increasingly demand quicker and more innovative and efficient solutions. Animal scientists around the globe currently face many challenging issues: from ensuring food security to prevent excess of nutrient intake by humans, from animal welfare to working with genetic-engineered animals, from carbon footprint to water footprint, and from improved animal nutrition to altering the rumen microbiome. Many of these issues are most likely to continue (or to exacerbate further) in the coming years, but animal scientists have many options to surmount the obstacles posed to the livestock industry through tools that are presently available. The frequency, interval, and intensity of livestock impacts, however, differ across regions, production systems, and among livestock species. These differences are such that the generalization of these issues is impossible and dangerous. For instance, when we discuss domesticated ruminant nutrition in the human food context, we look for the most efficient ruminant feeds that complement, rather than compete with, grains grown for direct human nutrition. Greater scrutiny and standardization are needed when developing and validating methodologies to assess short- and long-term impacts of livestock production. Failure in correctly quantifying these impacts may lead to disregard and disbelief by the livestock industry, increased public confusion, and the development of illusionary solutions that may amplify the impacts, thereby invalidating its original intent

N-alcanos para estimar o consumo voluntário de forragem em bovinos usando cápsulas de liberação controlada

N-alkanes have been used as internal markers in digestibility trials with ruminants and non-ruminants for more than 20 years. In this study, two trials were conducted under different feeding regimes to (i) evaluate the release rate of n-alkanes of controlled-release capsules in the rumen of rumen-cannulated steers either grazing or restrained in metabolic stalls and (ii) estimate voluntary forage intake of the same steers in metabolic stalls. Six rumen-cannulated Nelore steers were allocated to individual metabolic stalls and were fed diets with varying forage to concentrate ratios (80:20, 60:40, and 40:60; respectively). Corn silage was the only forage source. In the grazing trial, the same steers were evaluated under three feeding managements (Brachiaria brizantha cv. Marandu unsupplemented or supplemented with either 0.3% or 0.6% of live weight of a concentrate). The release rate of the n-alkanes (mg d-1) was measured by multiplying the distance (mm d-1) the capsule plunger travelled after 3, 7, 10, 13, and 17 d of rumen infusion to the n-alkanes concentration of capsule tablets (mg mm-1). There was an effect of day of measurement (P < 0.05) on the release rate of animals restrained in metabolic stalls and grazing. However, no effect (P > 0.05) of feeding management or feeding management x day of measurement interaction was observed. Values averaged 6.9 and 14.8%, lower than proposed by the manufacturer for the C32, when animals were restrained in metabolic stalls and at grazing, respectively. Similarly, the values of C36 were 15.9 and 23.1% lower for those animals in metabolic stalls and grazing, respectively. The average release rate of C32 into the rumen was 372 and 341 mg d-1 for animals restrained in metabolic stalls and grazing, respectively. There was no difference in the release rate between feeding regimes (P > 0.05). The regression of the pooled data indicated an average release rate of 345 mg d-1. Estimated values of voluntary forage intake using the pair of C33:C32 n-alkanes using the animals restrained in metabolic stalls was not different from those effectively measured (P > 0.05). These findings indicated that n-alkanes capsules can be used to estimate forage intake of stall-fed animals, but concentration of n-alkanes in capsules and the release rate has to be measured before dosing animals to accurately predict intake.N-alcanos têm sido usados como marcadores internos em ensaios de digestibilidade com ruminantes e não-ruminantes por mais de 20 anos. Neste estudo dois ensaios foram conduzidos para avaliar: 1) a taxa de liberação de alcanos de cápsulas de liberação controlada inseridas no rúmen de novilhos fistulados em pastejo ou mantidos em gaiolas de metabolismo e; 2) o uso de n-alcanos para estimar o consumo voluntário de forragem dos novilhos mantidos em gaiolas de metabolismo. Seis novilhos Nelore, fistulados no rúmen foram colocados individualmente em gaiolas de metabolismo e alimentados com dietas variando a relação forragem:concentrado (80:20, 60:40 e 40:60, respectivamente). A silagem de milho foi a única fonte de forragem. No ensaio de pastejo, os animais foram avaliados sob três regimes de alimentação (Brachiaria brizantha cv. Marandu sem ou com suplementação com concentrado na proporção de 0,3 ou 0,6% do peso vivo, PV). A taxa de liberação de n-alcanos (mg d-1) foi medida multiplicando-se a distância percorrida pelo êmbolo da cápsula (mm d-1) após 3, 7, 10, 13 e 17 dias de inserção no rúmen, pela concentração de alcanos dos tabletes das cápsulas (mg mm-1). Houve um efeito de dia (P < 0,05) sobre a taxa de liberação para os animais em gaiolas de metabolismo e em pastejo. Contudo, não houve efeito (P > 0,05) do regime de alimentação ou da interação regime da alimentação x dia da medida. Os valores foram 6,9 e 14,8% menores do que o proposto pelo fabricante para o C32 quando os animais foram mantidos em gaiolas de metabolismo e pastejo, respectivamente. Os valores para o C36 foram 15,9 e 23,1% menores para os animais em gaiolas de metabolismo e pastejo, respectivamente. A liberação média do C32 dentro do rúmen foi 372 e 341 mg d-1 para os animais em gaiolas de metabolismo e pastejo, respectivamente. Não houve diferença na taxa de liberação entre os animais em gaiolas de metabolismo e em pastejo e a regressão linear usando os dois conjuntos de dados resultou em uma taxa de liberação de 345 mg dia-1 do C32. Os consumos estimados de forragem usando o par C33:C32 de alcanos não diferiu dos consumos observados para os animais em gaiolas de metabolismo. Estes resultados indicam que as cápsulas de liberação controlada podem ser utilizadas para estimar o consumo de forragem em animais estabulados mas a taxa de liberação e a concentração de alcanos nas cápsulas devem ser medidas para gerar predições mais exatas

Estimativa do consumo de forragem em vacas mestiças lactantes usando óxido crômico e n-alcanos como marcadores externos

The n-alkanes have been used to estimate forage dry matter intake, digestibility and the diet composition in grazing animals. The objective this study was to compare chromium oxide and n-alkanes techniques used to estimate forage intake. Twenty lactating dual-purpose cows receiving two sources of fat (treatments: conjugated linoleic acid (CLA) or Megalac (control)) plus 4 kg of concentrate were dosed with n-alkanes and chromium oxide to estimate the intake of stargrass (Cynodon nlemfüensis Vanderyst var. nlemfüensis). The in vitro dry matter (DM) digestibility of the stargrass and concentrate were used to estimate the nutritive value of the digesta. The n-alkanes between C23 and C36 were quantified in the digesta and feces. The regression between metabolizable energy requirement (MEr, Mcal d-1) and supply derived from forage DM intake estimated using chromium oxide was ME IntakeCr = 19.1 + 0.62 MEr (R² = 0.27) and the same relationship estimated using C35:C36 n-alkane ratio was ME IntakeC35:C36 = 9.3 + 0.77 MEr (R² = 0.52). There was a treatment effect on fecal concentration of chromium oxide with daily and period variations. For the n-alkane technique, treatment and period effects and a linear effect of day of collection on the fecal concentrations of C35 were found. For C36 fecal concentrations, there was a treatment effect and a quadratic effect of collection day. There was no treatment effect on the fecal concentration of the C35:C36 ratio, but a period effect and a linear effect of day of collection were found. Estimates of daily intake using the two markers were different, but those obtained using the C35:C36 pair of n-alkanes were more precise than those obtained using chromium oxide and in vitro digestibility. Management of experimental animals could have influenced the concentration of markers in the feces, determining variations and inconsistencies that partially explain the inaccuracy of the estimates.Os n-alcanos têm sido utilizados para estimar o consumo de matéria seca, a digestibilidade e a composição da dieta de animais em pastejo. O objetivo desse estudo foi comparar as técnicas de óxido crômico e n-alcanos usadas para estimar o consumo de forragem. Vinte vacas lactantes cruzas Holandês &times; Gir recebendo duas fontes de gordura (tratamentos: CLA (ácido linoleico conjugado) ou Megalac (controle)) mais 4 kg de concentrado foram dosadas com n-alcanos e óxido crômico para estimar o consumo de estrela-africana (Cynodon nlemfüensis Vanderyst var. nlemfüensis). A digestibilidade in vitro da matéria seca da estrela africana e do concentrado foi usada para estimar o valor nutritivo da dieta. Foram quantificados n-alcanos entre C23 e C36 na dieta e fezes. A regressão entre exigência e o consumo de energia metabolizável (EMr, Mcal d-1) derivada da matéria seca da forragem calculada usando óxido de cromo foi ConsumoCr = 19,1 + 0,62 EMr (R² = 0,27) e a mesma relação estimada usando a relação C35:C36 de n-alcanos foi ConsumoC35:C36 = 9,3 + 0,77 EMr (R² = 0,52). Houve efeito de tratamento na concentração fecal de óxido de cromo com variação diária e entre turnos. Para técnica de n-alcanos, houve efeito de tratamento e período e efeito linear de dia de coleta nas concentrações fecais do C35. Para as concentrações fecais do C36, houve efeito de tratamento e um efeito quadrático de dia de coleta. Não houve efeito de tratamento na concentração fecal da relação C35:C36, mas houve efeito de turno e efeito linear de dia de coleta. As estimativas do consumo de forragem obtidas com os dois marcadores foram diferentes, mas aquela obtida com o par de alcanos C35:C36 foi mais precisa que aquela obtida com o óxido crômico e a digestibilidade in vitro. O manejo dos animais experimentais pode ter influenciado a concentração dos marcadores nas fezes, determinando variações e inconsistências que explicam parcialmente a falta de acurácia das estimativas

The role of “omics” technologies for livestock sustainability

Un exitoso programa de seguridad alimentaria de una población en crecimiento necesita una producción más eficiente y sostenible del ganado para asegurar la disponibilidad de alto valor nutritivo, y también la salud y el bienestar de los seres humanos y los animales, y protección del medio ambiente. Innovaciones y avances tecnológicos vendrán de la investigación básica y fundamental. En particular, la integración de la genómica con otros campos de investigación '' OMIC '' y métodos computacionales, posiblemente, facilitar la comprensión de los mecanismos biológicos que son responsables de los atributos físicos o fenotipos de animales. Ejemplos OMIC de diversos métodos y sus aplicaciones se describen para demostrar los avances recientes y cómo estos métodos se pueden aplicar a la producción animal. Los avances en la investigación en genómica y otros campos ómicas se pueden utilizar para aumentar la productividad de los animales, satisfacer la creciente demanda de alimentos de origen animal, aumentar la disponibilidad de nutrientes de alta calidad, garantizar la seguridad alimentaria, mitigar los efectos de la variabilidad climático, y el resultado en nuevas tecnologías que favorezcan un mejor seguridad de los alimentos en todo el mundo.A successful program of food security for a growing population requires the production of livestock in the most efficient and sustainable manner possible to ensure the availability of nutritious foods, the overall health and well-being of humans and animals, and the protection of the environment. Innovative and technological advancements that enhance all aspects of food production will arise from basic, fundamental research. Notably, the integration of genomics with other “’omics” research fields and computational methods will continue to lead to a better understanding of biological mechanisms that are responsible for physical attributes, or phenotypes. Examples of several ‘omics methods and their applications are described to demonstrate recent advances and how these methods can be applied to livestock. Research breakthroughs in genomics and other ‘omics fields can be used to enhance the productivity of food animals, meet the increasing demand for animal-sourced foods, enhance high-quality nutrient availability, ensure nutrient safety, mitigate the effects of climate variability, and result in new technologies that provide continuous improvement in food security worldwide.Um programa bem-sucedido de segurança alimentar para uma população em crescimento necessita de uma produção animal mais eficiente e sustentável para assegurar a disponibilidade de alimentos de alto valor nutricional, e também a saúde e o bem-estar dos humanos e dos animais, e a proteção do ambiente. Inovações e avanços tecnológicos surgirão da pesquisa básica e fundamental. Em especial, a integração da genômica com outros campos de pesquisa ''ômicos '' e com métodos computacionais possivelmente facilitará o entendimento dos mecanismos biológicos que são responsáveis por atributos físicos ou fenótipos dos animais. Exemplos de vários métodos ômicos e suas aplicações são descritos para demonstrar os avanços recentes e como esses métodos podem ser aplicados para produção animal. Os avanços na pesquisa em genômica e em outros campos ômicos podem ser usados para aumentar a produtividade de animais, atender à crescente demanda por alimentos de origem animal, aumentar a disponibilidade de nutrientes de alta qualidade, garantir a segurança nutricional, mitigar os efeitos da variabilidade climática, e resultar em novas tecnologias que favorecem a melhora a segurança alimentar em todo o mundo