Submitted by RODOLFO MACIEL FERNANDES null (rodolfo_fernandes@hotmail.com) on 2018-01-29T13:55:27Z No. of bitstreams: 1 Tese_29_01_2018.pdf: 1325437 bytes, checksum: 2ee40b57e2b708a74c6c45aa8dce5d74 (MD5) / Approved for entry into archive by Karina Gimenes Fernandes null (karinagi@fcav.unesp.br) on 2018-01-30T11:56:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandes_rm_dr_jabo.pdf: 1312368 bytes, checksum: 89032e00f15eaa6eff8cfec58f4e2ee2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T11:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandes_rm_dr_jabo.pdf: 1312368 bytes, checksum: 89032e00f15eaa6eff8cfec58f4e2ee2 (MD5) Previous issue date: 2017-10-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivou-se com a presente pesquisa avaliar se o consumo de nitrato encapsulado por bovinos zebuínos nas condições tropicais em pastejo da recria ao abate altera os parâmetros ruminais, consumo, mitiga metano, altera o desempenho, a qualidade da carne e ocasiona resíduo na carne. Foram utilizados 96 animais da raça Nelore com idade entre 7 e 8 meses e 197 ± 15,3 kg de peso corporal (PC) inicial, distribuídos aleatoriamente em blocos completos ao acaso aos tratamentos para a avaliação de desempenho, sendo que desses, 24 animais foram utilizados para a avaliação da emissão de metano. Também foram utilizados 12 animais contemporâneos dos animais de desempenho com fistulados no rúmen e PC inicial de 202 ± 6,22 kg para a quantificação dos parâmetros fermentativos, distribuídos aleatoriamente em blocos completos, totalizando 108 animais. Foram avaliados dois tratamentos, o primeiro denominado controle (suplemento sem nitrato, com equivalente proteico substituído por ureia) e o segundo, suplemento com nitrato (47g NO3-/100 kg PC). O experimento foi dividido em três fases: seca (07/2014 a 11/2014), águas (11/2014 a 05/2015) e terminação (05/2015 a 09/2015). Na fase de seca, a suplementação com nitrato reduziu a concentração de NAR (P≤0,04) em média 39%, 6, 12 e 18 horas após a suplementação. Na fase de águas e terminação, o nitrato ocasionou menor concentração de NAR 6 horas após a suplementação na proporção de 29,62% e 60,73%, respectivamente (P=0,06). O uso de nitrato aumento o consumo de forragem dos animais apenas na fase de águas (P=0,04) em 1,30kg/dia. Nas fases de seca e águas, a suplementação com nitrato tendeu (P≤0,11) a reduzir a emissão de metano em aproximadamente 16,57% e 14,59%, respectivamente. Apenas na fase de terminação houve efeito do tratamento (P=0,03) sobre o ganho de peso, com médias de 0,901kg/dia para animais recebendo controle e 0,998kg/dia para animais suplementados com nitrato, proporcionando animais com peso superior ao abate (492kg para animais controle e 521kg para animais nitrato) (P=0,05). Não houve efeito dos tratamentos no peso de carcaça final (P=0,44), com médias de 297kg e 303kg para animais controle e nitrato, respectivamente. A carcaça dos animais controle tiveram maior espessura de gordura subcutânea (3mm) em relação a nitrato (2,1mm) (P=0,08). Houve tendência em reduzir a intensidade de emissão (g/kg de carcaça) em 18% nos animais nitrato(P=0,11). Não houve diferença entre os tratamentos para qualidade e cor da carne (P≥0,32) e também no perfil de ácidos graxos (P≥0,50). O uso de nitrato não proporciona resíduo de nitrato na carne (P=0,77). Conclui-se que o consumo de nitrato encapsulado por bovinos zebuínos nas condições tropicais em pastejo da recria ao abate pode alterar os parâmetros ruminais, o consumo de forragem e tende a reduzir a emissão de metano de acordo com a qualidade da forragem. O consumo de nitrato encapsulado também proporciona peso superior ao abate, sem alterar o peso de carcaça final, além de não alterar a qualidade ou deixar resíduo na carne. / The objective of this research was to evaluate if the intake of nitrate encapsulated by zebu cattle in the tropical conditions under pasture grazing changes the ruminal parameters, consumption, mitiga methane, changes in performance, meat quality and cause s residue in meat. A total of 96 Nellore animals aged 7 to 8 months and 197 ± 15.3 kg of body weight (BW) were randomly assigned in randomized complete blocks to treatments for performance evaluation, of which 24 animals were used for the evaluation of met hane emission. We also used 12 contemporary animals from performance animals with rumen fistulae and initial CP of 202 ± 6.22 kg for the quantification of fermentative parameters, randomly distributed in complete blocks, totaling 108 animals. Two treatment s were evaluated, the first one called control (supplement without nitrate, with protein equivalent substituted by urea) and the second supplement with nitrate (47g NO3 - / 100kg PC). The experiment was divided into three phases: dry (07/2014 to 11/2014), w ater (11/2014 to 05/2015) and termination (05/2015 to 09/2015). In the dry phase, nitrate supplementation reduced the RAN concentration ( P≤0.04 ) on average by 39%, 6, 12 and 18 hours after supplementation. In the water and termination phase, nitrate caused a lower concentration of RAN 6 hours after supplementation in the proportion of 29.62% and 60.73%, respectively ( P=0.06 ). The use of nitrate increased the forage intake of the animals only in the water phase ( P=0.04 ) in 1.30 kg / day. In the drought and w ater phases, nitrate supplementation tended to reduce methane emissions by approximately 16.57% and 14.59%, respectively ( P≤0.11 ). Only in the termination phase was treatment effect ( P = 0.03) on weight gain, with averages of 0.901 kg / day for animals rec eiving control and 0.988 kg / day for animals supplemented with nitrate, providing animals with higher XIV slaughter weight (492 kg for control animals and 521 kg for nitrate animals) ( P=0.05 ). There was no effect of treatments on final carcass weight ( P=0.44 ) , with averages of 297kg and 303kg for control and nitrate animals, respectively. The carcass of the control animals had a higher thickness of subcutaneous fat (3mm) in relation to nitrate (2.1mm) ( P=0.08 ). There was a tendency to reduce the emission intensity (g / kg of carcass) by 18% in nitrate animals ( P=0.11 ). There was no difference between the treatments for meat quality and color ( P≥0.32 ) and also in the fatty acid profile ( P≥0.50 ). The use of nitr ate does not provide nitrate residue in meat ( P=0.77 ). It can be concluded that the consumption of nitrate encapsulated by zebu cattle under tropical conditions under pasture grazing at slaughter can alter ruminal parameters, forage consumption and tends t o reduce methane emissions according to forage quality. The consumption of encapsulated nitrate also provides superior slaughter weight, without altering the final carcase weight, and does not alter the quality or leave residue in the meat. / 141007/2014-1

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

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-05-09T12:45:33Z No. of bitstreams: 1 DissCCTC.pdf: 2703284 bytes, checksum: d6c01b80e9f013e4e3f0004410ab32f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-10T19:05:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCTC.pdf: 2703284 bytes, checksum: d6c01b80e9f013e4e3f0004410ab32f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-10T19:05:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCTC.pdf: 2703284 bytes, checksum: d6c01b80e9f013e4e3f0004410ab32f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T19:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCCTC.pdf: 2703284 bytes, checksum: d6c01b80e9f013e4e3f0004410ab32f9 (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Supplementation with nonprotein nitrogen (NPN) has been widely used in ruminant feeding in diets of low quality forages. This is because these animals have a number of microorganisms in the rumen able to use ammonia for microbial protein production of excellent quality, ammonia is obtained through the action of urease enzyme on the nitrogenous products supplied in food, for example, urea. However, an excessive consumption of urea may result in poisoning by NH3. Thus, a controlled release of urea into the rumen is an essential aspect for ruminants feed, but few studies to control the release of urea in the rumen have been identified to date Thus this paper proposes obtaining nanocomposites montmorillonite and urea, formulated by the extrusion process, as a source of slow-release nonprotein nitrogen on the feed. The materials were characterized by diffraction of X-ray (XRD), scanning electron microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis (TGA) and elemental analysis (CHN). Also was studied the behavior solubilization in an aqueous medium of urea present in the nanocomposites. Characterization results can be observed that the montmorillonite exfoliation suffered in all nanocomposites, urea served as montmorillonite dispersed phase in a matrix. The release results showed that the presence of MMT acts as a barrier to release of urea making all nanocomposites have slower release of urea compared to the pure material In order to assess the effect of the use of such nanocomposites as non-protein nitrogen supplement for sugarcane (bulky), was carried out in vitro digestibility test for dry matter, which simulates the food digestion conditions in the rumen. Different nanocomposite showed gain on the digestibility of sugar cane, which is considered low quality forage, especially for presenting low protein value and be difficult to digest. The nanocomposite MMT/Ur 1:4/HG 2% was the most effective in increasing the digestibility of the sugar cane. The gain on digestibility was not very significant for displaying nanocomposites release kinetics urea very slowly, suggesting that an ideal release rate is required, being synchronized with the power supply supplied from the carbohydrate in the diet. The pH remained within the optimal range for urease activity, the enzyme responsible for metabolizing urea to ammonia and also for maximum microbial synthesis. These results show that the development of nanostructures is a powerful tool for increasing the efficiency of conventional fodder, and can serve as a basis for further in vivo testing. / A suplementação com nitrogênio não proteico (NNP) vem sendo muito utilizada na alimentação de ruminantes em dietas com volumosos de baixa qualidade. Isto porque estes animais possuem uma série de microrganismos no rumem capazes de utilizar amônia (NH3) para produção de proteína microbiana de excelente qualidade. Essa amônia utilizada pode ser obtida através da ação da enzima urease sobre os produtos nitrogenados fornecidos na alimentação, como por exemplo, a ureia. No entanto, um consumo excessivo de ureia pode resultar em intoxicação por NH3. Assim, uma liberação controlada de ureia no rúmen é um aspecto essencial na alimentação de ruminantes, porém poucos estudos relacionados ao controle da liberação de ureia no rúmen foram identificados até o momento. Com isso esse trabalho propõe a obtenção de nanocompósitos de montmorilonita e ureia com ou sem a adição de compostos poliméricos (paraformaldeido e hidrogel), formulados pelo processo de extrusão, como fonte de liberação lenta de nitrogênio não proteico sobre a alimentação animal. Os materiais foram caracterizados por Difratometria de raios-X (DRX), Microscopia eletrônica de Varredura (MEV), Análise termogravimétrica (TG) e Análise elementar (CHN). Estudou-se também o comportamento de solubilização em meio aquoso da ureia presente nos nanocompósitos. Dos resultados de caracterização pode-se observar que a montmorillonita sofreu intercalação em todos os nanocompósitos, a ureia atuou como fase dispersa em uma matriz de montmorilonita. Os resultados de liberação mostraram que a presença da MMT atua como barreira na liberação de ureia fazendo com que todos os nanocompositos tenham liberação mais lenta de ureia em relação ao material puro. A fim de avaliar o efeito da utilização desses nanocompósitos como suplemento de nitrogênio não proteico para a cana de açúcar, realizou-se o teste de digestibilidade in vitro da matéria seca, para melhorar a digestibilidade da cana de açúcar. Diferentes nanocompósitos apresentaram ganho sobre a digestibilidade da cana de açúcar, que é considerada uma forragem de baixa qualidade, principalmente por apresentar baixo valor proteico e ser de difícil digestão. O nanocompósito MMT/Ur 1:4/HG foi o mais eficaz no aumento da digestibilidade da cana de açúcar. O incremento sobre a digestibilidade não foi muito expressivo para os nanocompósitos com liberação de ureia muito lenta, o que sugere que uma taxa de liberação ideal é necessária, esta idealidade estaria relacionada a sincronização de energia proveniente dos carboidratos ingeridos na dieta e a concentração de amônia disponível, uma vez que ambos são utilizados na síntese proteica e ambas influenciam na digestão dos alimentos. O valor de pH manteve-se dentro de uma faixa ideal para atividade da urease. Estes resultados mostram que o desenvolvimento de nanoestruturas é uma ferramenta poderosa para incrementar a eficiência de forragens convencionais, e pode servir como base para futuros ensaios in vivo.