Submitted by LUCAS ROCHA REBELO (lucas-rebelo@hotmail.com) on 2017-07-07T17:01:11Z No. of bitstreams: 1 Lucas R. Rebelo, 2017 (Dissertação V. Definitiva).pdf: 2280665 bytes, checksum: b29a6bac1e5b9d5f3d59ba95d2fa0e55 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-13T17:51:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Lucas R. Rebelo, 2017 (Dissertação V. Definitiva).pdf: 2280665 bytes, checksum: b29a6bac1e5b9d5f3d59ba95d2fa0e55 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-13T17:51:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas R. Rebelo, 2017 (Dissertação V. Definitiva).pdf: 2280665 bytes, checksum: b29a6bac1e5b9d5f3d59ba95d2fa0e55 (MD5) Previous issue date: 2017-06-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este estudo objetivou avaliar o efeito da substituição da fonte de proteína verdadeira e da ureia por nitrato encapsulado (En) e enxofre (S) elementar sobre consumo, digestibilidade, parâmetros ruminais, eficiência de síntese de proteína microbiana e emissão de CH4 em bovinos Nelore. Foram utilizados cinco novilhos Nelore (352.7 ± 38.4 kg PV) canulados no rumen, e distribuídos em um delineamento em quadrado latino 5 × 5 (5 tratamentos e 5 períodos, 21 dias cada). O volumoso utilizado foi feno de Tifton 85 e o concentrado basal foi composto por milho, farelo de soja, e suplemento mineral comercial. Ureia, En e S foram adicionados para compor demais dietas. Os tratamentos foram: farelo de soja (SBM) como tratamento controle; ureia (U); U mais S elementar (US); nitrato encapsulado (EN); e EN mais S elementar (ENS). O En foi incluído nos tratamentos EN e ENS em 2% da MS (1,42% de NO3 - ânion), enquanto que a inclusão de ureia nos tratamentos U e US foi de 0,8% na MS da dieta. A inclusão de S nos tratamentos U e EN foi em 0,24% da MS, e a relação N:S foi reduzida de 8:1 para 4:1 com a adição de S. O En foi incluído gradualmente de 0,5% até 2% da MS da dieta. Os contrastes ortogonais para avaliar os efeitos de tratamento foram: SBM vs. EN + ENS; U + US vs. EN + ENS; U vs. US; e EN vs. ENS. Os novilhos apresentaram baixos níveis de MetHb (média de 1,1%) a medida em que a quantidade de En foi aumentada. O consumo de OM e NDF foram menores (P ≤ 0,01) para os animais alimentados com En comparado à SBM. A digestibilidade da DM, OM, e GE foram maiores (P ≤ 0,01) quanto fornecido En comparado à ureia. O pH ruminal foi maior (P = 0,01) e N-NH3 foi menor (P = 0,01) para animais recebendo En na dieta comparado à ureia. Comparado à ureia, o fornecimento de En causou redução (P = 0,01) na proporção de propionato, assim como aumento (P ≤ 0,03) na proporção de acetato e na relação acetato:propionato. O consumo de N foi menor (P ≤ 0,07) em animais alimentados com En comparado à SBM e ureia. O N retido (g N/d) foi menor (P = 0,01) com dietas com En comparado à SBM e ureia. Nitrogênio microbiano (MN; g MN/d) tendeu a aumentar (P = 0,06) com a inclusão de En comparado à SBM, e foi aumentado (P ≤ 0,04) pela adição de S elementar à dietas com NNP. O fornecimento de dietas com En aumentou (P ≤ 0,01) MN quando em proporção à ingestão de PB (CPI; g MN/kg CPI) e aumentou (P = 0,02) a eficiência de síntese de MN com base na ingestão de OM digestível (DOMI; g MN/kg DOMI) comparado à SBM, assim como tendeu a aumentar (P = 0,09) g MN/kg DOMI comparado à ureia. A adição de S elementar às dietas com NNP tendeu a aumentar (P ≥ 0,05) g MN/kg CPI, e aumentou (P = 0,04) g MN/kg DOMI quando incluído na dieta EN. Animais alimentados com En tiveram redução (P = 0,02) na emissão de CH4 em cerca de 31,2 g CH4/d, e tenderam a reduzir (P = 0,06) a emissão de CH4 em g CH4/kg DMI e como % da GEI, quando comparados à SBM. Portanto, En mais S elementar em substituição parcial à proteina verdadeira da ração ou substituindo totalmente a ureia pode otimizar a eficiência de síntese de proteína microbiana e concomitantemente reduzir a emissão de CH4 por bovinos Nelore. / The objective of this study was to investigate the replacement of true protein source as well as the conventional NPN source (urea) by encapsulated NO3 - (En) plus elemental sulfur (S) on microbial protein synthesis efficiency, and CH4 emission in Nellore beef cattle. Five ruminally-cannulated Nellore steers (352.7 ± 38.4 kg BW) were used in a 5 × 5 Latin square design with 5 periods of 21 d each. Tifton 85 hay was used as forage and the basal concentrate consisted of corn, soybean meal, and commercial mineral supplement (50:50 wt/wt, forage:concentrate). Urea, En and S were added to compose the other diets. The treatments were: true protein from soybean meal as control (SBM); urea (U); U plus elemental S (US); encapsulated NO3 - (EN); and EN plus elemental S (ENS). En was included in 2% on dietary DM (1.42% NO3 - anion), while the inclusion of urea in U and US diets was 0.8% on dietary DM. The inclusion of S for U and EN diets was 0.24% on dietary DM, and the N:S ratio was reduced from 8:1 to 4:1 with the addition of S. En was gradually included from 0.5 to 2% on dietary DM by 0.5% every 4 d. The orthogonal contrasts for specific partitioning of treatment effects were: SBM vs. EN + ENS; U + US vs. EN + ENS; U vs. US; and EN vs. ENS. Steers displayed adequate MetHb levels as dietary En content increased. Organic matter and aNDF intake were smaller (P ≤ 0.01) for animals fed En diets compared to SBM. Digestibility of DM, OM, and GE were greater (P ≤ 0.01) when fed En diets compared to urea. Ruminal pH was greater (P = 0.01) and ruminal NH3-N was smaller (P = 0.01) for animals fed En diets compared to urea. Compared to urea, En supply resulted in lower propionate proportion (P = 0.01), but increased (P ≤ 0.03) acetate proportion and acetate:propionate ratio. Nitrogen intake was smaller (P ≤ 0.07) with En supply compared to SBM and urea. Retained N (g N/d) for animals fed En diets was smaller (P = 0.01) compared to SBM and urea. Microbial N (MN; g MN/d) tended to increase (P = 0.06) with En inclusion compared to SBM, and was increased (P ≤ 0.04) by the addition of elemental S to NPN diets. Encapsulated NO3 - diets supply increased (P ≤ 0.01) MN as a proportion of CPI (g MN/kg CPI), increased (P = 0.02) MN efficiency based on digestible OM intake (DOMI; g MN/kg DOMI) compared to SBM, and as well tended to increase (P = 0.09) g MN/kg DOMI compared to urea. The addition of elemental S to NPN diets tended to increase (P ≥ 0.05) g MN/kg CPI, and increased (P = 0.04) g MN/kg DOMI when included in EN. Animals fed En diets decreased (P = 0.02) CH4 emission by 31.2 (g CH4/d), and tended to decrease (P = 0.06) CH4 emission (g CH4/kg DMI, and CH4 as % of GEI) when compared to SBM. Thus, En plus elemental S as a dietary additive replacing part of true protein of the ration or totally urea can optimize microbial protein synthesis efficiency and concomitantly decrease CH4 emission by Nellore beef cattle. / FAPESP: 2016/01562-0

A produção de metano entérico está entre as principais fontes de emissão de gases de efeito estufa dentre as atividades agropecuárias, além de gerar perda energética ao animal de até 12% da energia bruta consumida. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de nitrato de cálcio encapsulado na alimentação de ruminantes como estratégia nutricional a mitigação de metano entérico. O experimento consistiu de duas fases. Fase I: Foram testadas dietas suplementadas com produto comercial de nitrato de cálcio encapsulado utilizando a técnica semiautomática de produção de gases in vitro. Meio grama de substrato com 50 mL de meio de incubação e 25 mL de inóculo ruminal foram incubados em frascos de vidro (160 mL) à 39 ºC por 24 horas para determinação da melhor dieta a ser testada in vivo. O primeiro ensaio testou a associação entre a monensina (dietas com e sem adição de monensina) e doses de nitrato encapsulado (0; 1,5 e 3% da matéria seca (MS)) para mitigação de metano in vitro. Não foi observada interação entre monensina e nitrato para as variáveis testadas. O segundo ensaio in vitro testou a interação do tipo de dieta com duas relações concentrado:volumoso, 20:80 e 80:20, e a inclusão de doses de nitrato encapsulado (0; 1,5; 3 e 4,5% MS). Embora não foi observado efeito associativo entre dieta e nitrato para redução de metano, foi observada mudança nos produtos da fermentação ruminal, com redução de propionato, em decorrência da concorrência de nitrato e propianogênicas por hidrogênio mais escasso em dietas com menor fermentação. Fase II: Conforme os resultados obtidos na Fase I, na segunda fase foi avaliado o efeito associativo da relação de concentrado:volumoso da dieta e a dose de nitrato sobre a emissão de metano, constituintes ruminais e toxicidade do nitrato in vivo. Utilizou-se seis borregos canulados no rúmen, distribuídos em delineamento experimental quadrado latino 6 x 6, em fatorial 2 x 3. Os fatores foram tipo de dieta (relação concentrado:volumoso 20:80 e 80:20) e inclusão de doses de nitrato encapsulado na dieta (0; 1,5 e 3% MS) em substituição gradual ao farelo de soja, totalizando seis tratamentos. Os teores de substituição do farelo de soja pelo nitrato foram em equivalente proteico de maneira a deixar as dietas isonitrogenadas. Os animais foram adaptados gradualmente a oferta de nitrato dietético para evitar problemas com toxidez. A análise de toxicidade foi avaliada pela taxa de metahemoglobina no sangue dos ovinos 3 horas após a alimentação. Nitrato reduziu a produção de metano em ambas as dietas. Os níveis de metahemoglobina no sangue dos animais não foram alterados pela adição de nitrato. Foi observado efeito associativo entre o tipo de dieta e nitrato para os produtos da fermentação ruminal, como acetato, que aumentou linearmente nas dietas com 80% de concentrado quando nitrato foi adicionado. Concluí-se que nitrato, utilizado de forma segura, é uma promissora estratégia para redução de metano entérico independentemente do tipo de dieta com que está sendo suplementado / Production of enteric methane is among the leading sources of greenhouse gas emissions from agricultural activities and generate energy loss to the animal up to 12% of gross energy consumption. The objective of this study was to evaluate the use of calcium nitrate encapsulated in ruminant feed as a nutritional strategy for mitigation of enteric methane. The experiment consisted of two phases. Phase I: tested diets were supplemented with encapsulated calcium nitrate using a semi-automatic in vitro gas production technique Half gram of substrate with 50 mL of incubation medium, and 25 mL of rumen fluid were incubated in glass bottles (160 ml) at 39 °C for 24 hours to determine the best diets to be tested in vivo. The first trial tested the association between monensin (diets with and without monensin) and encapsulated nitrate levels (0, 1.5 and 3% of dry matter (DM)) for in vitro methane mitigation. There was no interaction between monensin and nitrate for the tested variables. The second in vitro assay tested the interaction of diet type with two concentrate:forage ratios, 20:80 and 80:20, and the inclusion of encapsulated nitrate levels (0, 1.5, 3 and 4.5% DM). Although it was not observed associative effect between diet and nitrate for reduction of methane, it was observed change in the ruminal fermentation products. Phase II: According to the results obtained in Phase I, in the second phase we evaluated the associative effect of concentrate: forage ratio of diet and the dose of nitrate on the methane emission, ruminal constituents and nitrate toxicity in vivo. We used six lambs cannulated in the rumen, distributed in Latin square design 6 x 6 in factorial 2 x 3. The factors were type of diet (concentrate:forage ratios 20:80 and 80:20) and inclusion of encapsulated nitrate doses in the diet (0, 1.5 and 3% DM) in the gradual replacement of soybean meal, a total of six treatments. The replacement levels of soybean meal by nitrate were in protein equivalent so as to leave the diets isonitrogenous. The animals were gradually adapted to dietary nitrate supply to avoid problems with toxicity. The analysis of toxicity were evaluated by the rate of methemoglobin in the blood of sheep 3 hours after feeding. Methemoglobin levels in blood of animals were not changed by the addition of nitrate. Associative effect was observed between the type of diet and nitrate for ruminal fermentation products such as acetate, which decreased linearly in the diets with 80% forage when nitrate was added. It can be concluded that nitrate used securely is a promising strategy for reducing enteric methane independently of the type of diet being supplemented

A produção de metano entérico está entre as principais fontes de emissão de gases de efeito estufa dentre as atividades agropecuárias, além de gerar perda energética ao animal de até 12% da energia bruta consumida. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de nitrato de cálcio encapsulado na alimentação de ruminantes como estratégia nutricional a mitigação de metano entérico. O experimento consistiu de duas fases. Fase I: Foram testadas dietas suplementadas com produto comercial de nitrato de cálcio encapsulado utilizando a técnica semiautomática de produção de gases in vitro. Meio grama de substrato com 50 mL de meio de incubação e 25 mL de inóculo ruminal foram incubados em frascos de vidro (160 mL) à 39 ºC por 24 horas para determinação da melhor dieta a ser testada in vivo. O primeiro ensaio testou a associação entre a monensina (dietas com e sem adição de monensina) e doses de nitrato encapsulado (0; 1,5 e 3% da matéria seca (MS)) para mitigação de metano in vitro. Não foi observada interação entre monensina e nitrato para as variáveis testadas. O segundo ensaio in vitro testou a interação do tipo de dieta com duas relações concentrado:volumoso, 20:80 e 80:20, e a inclusão de doses de nitrato encapsulado (0; 1,5; 3 e 4,5% MS). Embora não foi observado efeito associativo entre dieta e nitrato para redução de metano, foi observada mudança nos produtos da fermentação ruminal, com redução de propionato, em decorrência da concorrência de nitrato e propianogênicas por hidrogênio mais escasso em dietas com menor fermentação. Fase II: Conforme os resultados obtidos na Fase I, na segunda fase foi avaliado o efeito associativo da relação de concentrado:volumoso da dieta e a dose de nitrato sobre a emissão de metano, constituintes ruminais e toxicidade do nitrato in vivo. Utilizou-se seis borregos canulados no rúmen, distribuídos em delineamento experimental quadrado latino 6 x 6, em fatorial 2 x 3. Os fatores foram tipo de dieta (relação concentrado:volumoso 20:80 e 80:20) e inclusão de doses de nitrato encapsulado na dieta (0; 1,5 e 3% MS) em substituição gradual ao farelo de soja, totalizando seis tratamentos. Os teores de substituição do farelo de soja pelo nitrato foram em equivalente proteico de maneira a deixar as dietas isonitrogenadas. Os animais foram adaptados gradualmente a oferta de nitrato dietético para evitar problemas com toxidez. A análise de toxicidade foi avaliada pela taxa de metahemoglobina no sangue dos ovinos 3 horas após a alimentação. Nitrato reduziu a produção de metano em ambas as dietas. Os níveis de metahemoglobina no sangue dos animais não foram alterados pela adição de nitrato. Foi observado efeito associativo entre o tipo de dieta e nitrato para os produtos da fermentação ruminal, como acetato, que aumentou linearmente nas dietas com 80% de concentrado quando nitrato foi adicionado. Concluí-se que nitrato, utilizado de forma segura, é uma promissora estratégia para redução de metano entérico independentemente do tipo de dieta com que está sendo suplementado / Production of enteric methane is among the leading sources of greenhouse gas emissions from agricultural activities and generate energy loss to the animal up to 12% of gross energy consumption. The objective of this study was to evaluate the use of calcium nitrate encapsulated in ruminant feed as a nutritional strategy for mitigation of enteric methane. The experiment consisted of two phases. Phase I: tested diets were supplemented with encapsulated calcium nitrate using a semi-automatic in vitro gas production technique Half gram of substrate with 50 mL of incubation medium, and 25 mL of rumen fluid were incubated in glass bottles (160 ml) at 39 °C for 24 hours to determine the best diets to be tested in vivo. The first trial tested the association between monensin (diets with and without monensin) and encapsulated nitrate levels (0, 1.5 and 3% of dry matter (DM)) for in vitro methane mitigation. There was no interaction between monensin and nitrate for the tested variables. The second in vitro assay tested the interaction of diet type with two concentrate:forage ratios, 20:80 and 80:20, and the inclusion of encapsulated nitrate levels (0, 1.5, 3 and 4.5% DM). Although it was not observed associative effect between diet and nitrate for reduction of methane, it was observed change in the ruminal fermentation products. Phase II: According to the results obtained in Phase I, in the second phase we evaluated the associative effect of concentrate: forage ratio of diet and the dose of nitrate on the methane emission, ruminal constituents and nitrate toxicity in vivo. We used six lambs cannulated in the rumen, distributed in Latin square design 6 x 6 in factorial 2 x 3. The factors were type of diet (concentrate:forage ratios 20:80 and 80:20) and inclusion of encapsulated nitrate doses in the diet (0, 1.5 and 3% DM) in the gradual replacement of soybean meal, a total of six treatments. The replacement levels of soybean meal by nitrate were in protein equivalent so as to leave the diets isonitrogenous. The animals were gradually adapted to dietary nitrate supply to avoid problems with toxicity. The analysis of toxicity were evaluated by the rate of methemoglobin in the blood of sheep 3 hours after feeding. Methemoglobin levels in blood of animals were not changed by the addition of nitrate. Associative effect was observed between the type of diet and nitrate for ruminal fermentation products such as acetate, which decreased linearly in the diets with 80% forage when nitrate was added. It can be concluded that nitrate used securely is a promising strategy for reducing enteric methane independently of the type of diet being supplemented