Dietary effects of cottonseed and vitamin E on greenhouse gas emissions from cattle feces analyzed in biodigesters

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de dietas com caroço de algodão e vitamina E nas emissões de gases de efeito estufa (GEE) de fezes de bovinos analisadas em biodigestores. As fezes dos animais foram avaliadas em 18 digestores anaeróbios de laboratório, por meio dos seguintes tratamentos: controle, fezes de vacas alimentadas com dieta controle; CS, fezes de vacas alimentadas com caroço de algodão; e CSVitE, fezes de vacas alimentadas com caroço de algodão e vitamina E. As produções de biogás e GEE foram medidas, e não foram observadas diferenças para as emissões de biogás, metano (CH4) e óxido nitroso (N2O). A partição da energia bruta do processo de digestão anaeróbica foi semelhante entre os tratamentos. Em média, 28% da energia bruta alimentada foi liberada como CH4, 47% na digestão e 25% como outros gases e calor. A adição de caroços de algodão na dieta de bovinos aumenta a concentração de CH4 e reduz a de CO2, mas não afeta a produção total de CH4, CO2 e N2O nos biodigestores. A inclusão de vitamina E na dieta não tem efeito na produção de GEE nos biodigestores.The objective of this work was to evaluate the effect of diets with cottonseed and vitamin E on the greenhouse gas (GHG) emissions of cattle feces analyzed in biodigesters. Animal feces were evaluated in 18 laboratory-scale anaerobic digesters through the following treatments: control, feces from cows fed with a control diet; CS, feces from cows fed with a cottonseed diet; and CSVitE, feces from cows fed with a cottonseed and vitamin E diet. The production of biogas and GHG was measured, and no differences were observed for the emissions of biogas, methane (CH4), and nitrous oxide (N2O). The partition of the gross energy of the anaerobic digestion process was similar among treatments. On average, 28% of gross energy fed was released as CH4, 47% during digestion, and 25% as other gases and heat. The addition of cottonseeds to the cattle diet increases the concentration of CH4 and reduces that of CO2, but it does not affect the total production of CH4, CO2, and N2O in the biodigesters. The inclusion of vitamin E in the diet has no effect on GHG production in the biodigesters

Efeito associativo de taninos e monensina como manipuladores da fermentação ruminal na mitigação da produção de metano em bovinos

Climate changes and global warming are topics of scientific debate. The increase of greenhouse gases has been pointed out as one of the main causes of the changes. The study aimed to evaluate the associative effect of monensin (M) with different levels of tannins (T) on feeding, digestive and rumen fermentation (ex-situ technique) parameters as well as on anaerobic biodigestion of waste. In a 2 x 4 factorial arrangement, 8 cannulated Nellore cows were distributed in 2 contemporary 4 x 4 Latin squares and received 8 experimental diets which differed in the level of inclusion of T of A. mearnsii extract (0.0, 0.75, 1.5, and 2.25% DM) and M which was daily administered to each cow (about 32 mg/kg DM) of one square. To evaluate the production of biogas, experimental batch-type anaerobic biodigesters were used in a completely randomized design. The data were analyzed by the Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). The results have shown little interaction between M and T. Regarding the feeding, digestive and N balance parameters, the T linearly reduced DM and water intake, the total apparent digestibility of DM, CP, TDN and OM; for the NDF and ADF the reduction was quadratic. The T linearly reduced rumen disappearance rate by linearly reduce both passage and digestion rates. T also linearly reduced urinary urea excretion, but both additives had no effect on the synthesis and efficiency of microbial protein synthesis. M reduced the proportion of N excreted in feces, but had no effect on N balance, whereas T linearly increased fecal N and linearly reduced urinary and retained N. Regarding the parameters of rumen fermentation, no significant effect of M was observed on CH4 production, but on the reduction of acetate:propionate ratio. T linearly reduced the production of CH4 and total SCFA. Regarding anaerobic biodigestion, M and T reduced the nutrient removal efficiency. M and T had independent effects on rumen metabolism, however, the use of T of A. mearnsii extract up to 2.25% DM is a safe option for cattle, with potential to mitigate rumen CH4. The combined use of M and T reduced the potential of biogas production by reducing the nutrient use efficiency. M inhibited the effect of T on the reduction of nutrient use efficiency of the waste through antagonistic interaction.As mudanças climáticas e o aquecimento global são temas de debate científico da atualidade. O aumento de gases de efeito estufa é apontado como uma das principais causas das mudanças. O estudo teve como objetivo avaliar o efeito associativo da monensina (M) com diferentes níveis de inclusão de taninos (T) sobre os parâmetros ingestivo, digestivo e fermentação ruminal (técnica ex-situ), bem como sobre a biodigestão anaeróbia de dejetos. Em arranjo fatorial 2 x 4, 8 vacas Nelore, canuladas foram distribuídas em 2 quadrados latinos contemporâneos 4 x 4 e receberam 8 dietas experimentais que diferiram no nível de inclusão de T do extrato da A. mearnsii (0,0, 0,75, 1,5 e 2,25% da MS) e M que foi administrada diariamente a cada vaca (cerca de 32 mg/kg de MS) de um quadrado. Para avaliar a produção de biogás foram utilizados biodigestores anaeróbios do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os dados foram analisados pelo Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). Os resultados mostraram pouca interação entre M e T. Quanto aos parâmetros ingestivo, digestivo e balanço de N, os T reduziram linearmente o consumo da MS e água, a digestibilidade aparente total da MS, PB, NDT e MO e quadraticamente a da FDN e FDA. Os T reduziram linearmente a taxa de desaparecimento ruminal pela redução linear das taxas de passagem e digestão. Os T reduziram linearmente a excreção de uréia urinária, mas ambos aditivos não tiveram efeito sobre a síntese e eficiência da síntese de proteína microbiana. A M reduziu a proporção de N fecal, mas não teve efeito sobre o balanço do mesmo, enquanto que os T aumentaram linearmente o N fecal e reduziram linearmente o N urinário e retido. Em relação a fermentação ruminal, não foi observado efeito da M sobre a produção de CH4, mas sim, redução da relação acetato:propionato. Os T reduziram linearmente a produção de CH4 e AGCC. Em relação a biodigestão anaeróbia, a M e T reduziram a eficiência de remoção de nutrientes. A M e T tiveram efeitos independentes sobre o metabolismo ruminal, porém, o uso de T do extrato da A. mearnsii até 2,25% de MS é seguro para bovinos, com potencial para mitigar o CH4 entérico. O uso combinado de M e T reduziu o potencial de produção de biogás pela redução da eficiência do uso de nutrientes. A M inibiu o efeito dos T sobre a redução da eficiência biodigestiva dos dejetos através da interação antagonista

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