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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.10.2018.tde-27022018-114715
Document
Author
Full name
Eduardo Cuelar Orlandi Cassiano
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2017
Supervisor
Committee
Rodrigues, Paulo Henrique Mazza (President)
Birgel Junior, Eduardo Harry
Bueno, Ives Cláudio da Silva
Lucas Junior, Jorge de
Oliveira, Patrícia Perondi Anchão
Title in Portuguese
Nitrato de cálcio como mitigador da emissão de metano em bovinos
Keywords in Portuguese
Biodigestor
Dejetos
Metano entérico
Nitrato de cálcio
Rúmen
Abstract in Portuguese
Objetivou-se avaliar o uso de nitrato de cálcio (NC) na alimentação de ruminantes com vistas à mitigação da emissão de metano. Foram utilizadas quatro fêmeas de cada subespécie, Bos taurus taurus (Holandês) e vBos taurus indicus (Nelore), com peso médio inicial de 909,0 kg ± 72,0 e 387,0 kg ± 25,5, respectivamente, alimentadas com diferentes níveis de nitrato de cálcio na dieta (0%, 1%, 2% e 3%), sendo utilizado delineamento quadrado latino 4X4 replicado. O experimento teve duração de 4 períodos de 28 dias cada. Foram avaliados, a ingestão, excreção e digestibilidade de nutrientes, por meio de marcador externo dióxido de titânio, o comportamento ingestivo, com monitoramento visual por 24 horas, parâmetros sanguíneos, dinâmica ruminal, com esvaziamento total do rumen, contagem de protozoários, fermentação ruminal, pela técnica ex-situ, parâmetros urinários e balanço de nitrogênio, com coleta manual de urina tipo spot, e a biodigestão dos dejetos, por biodigestores do tipo batelada. Os taurinos apresentaram valores superiores para CMS, ingestão e digestibilidade de nutrientes e excreção de MS, PB, FDN, FDA, N, MO e EB, e inferiores para CMS em relação ao PV e PM. Os zebuínos apresentaram maiores taxas de ingestão, ruminação e mastigação de MS e FDN em min/kg, tendo valores inferiores para as mesmas taxas em kg/min. A genética e a dose de nitrato influenciaram as variáveis séricas, porém sem valores fora da normalidade. Quanto à dinâmica ruminal, os taurinos apresentaram valores absolutos superiores, e valores em relação ao PV e PM inferiores. Os zebuínos apresentaram maiores pH médio e mínimo e menos tempo de pH abaixo de 6,2, e maior contagem de protozoários. As concentrações de N-NH3, volume e produção de CH4 foram maiores para os zebuínos. Os taurinos apresentaram valores mais elevados para N microbiano (g/dia) e balanço de N retido (g/kg N ingerido), e menores valores para balanço de N nas fezes (g/kgN ingerido) e N microbiano (mg/kgPM.d-1). O aumento no nível de NC na dieta aumentou a digestibilidade de EE e ENN, tempo médio ruminando e taxa de mastigação de MS e FDN (min/kg), e diminuiu o CMS em relação ao PV e PM e excreção de MS, EE, ENN, MO e EB. A taxa de ingestão de MS e FDN (kg/min), a concentração de creatinina na urina (mg/kgPV), o tempo total comendo e balanço de nitrogênio amoniacal o rúmen sofreram efeito quadrático com a adição de NC na dieta. A porcentagem de FDN, PB e EE nos afluentes dos bidigestores sofreram influência da dose de nitrato na alimentação das vacas. Os biodigestores contendo os dejetos de taurinos tiveram os afluentes com maiores valores de FDN e FDA e menor teor de sólidos totais (ST), com menor volume de biogás e CH4 e menor relação de CH4/quantidade de fezes. Os taurinos apresentaram melhor aproveitamento do alimento, produzindo menos CH4, com menor rendimento verdadeiro de produção de metano nos biodigestores. A adição de NC afetou o consumo, digestibilidade e utilização do nitrogênio porém, sem afetar a produção de CH4 nem a eficiencia dos biodigestores.
Title in English
Calcium Nitrate aiming at mitigation of methane emissions in cattle
Keywords in English
Batch digester
Calcium nitrate
Enteric methane
Manure
Rumen
Abstract in English
The aim of the present study was evaluate the use of calcium nitrate in the feeding of ruminants to mitigate of methane. Four females cattle from each subspecies of cattle, Bos taurus taurus (Holstein) and Bos taurus indicus (Nellore), with initial average weight of 909,0 kg ± 72,0 e 387,0 kg ± 25,5, respectively, were used, and they were fed with distinct levels of calcium nitrate in the diet (0%, 1%, 2% e 3%) at four periods of 28 days each. Experimental design was composed by a replicated Latin square 4X4. Were avaluated: ingestion, excretion and digestibility of nutrients, by means of external marker titanium dioxide; the observation of behavior parameters during 24 hours; serum analysis; rumen content collection, aiming assessment of fermentation; protozoa count; ruminal fermentation by the ex-situ technique; manual urine collection for measurement of urinary compounds and nitrogen balance; and the anaerobic digestion of feces using batch digesters. Holsteins presented higher values for the DMI, ingestion and digestibility of the nutrients and excretion of DM, CP, NDF, ADF, N, OM e GE, and lower values for DMI at body weight (BW) and metabolic weight (MW) basis. Nellore cattle showed higher rates of ingestion, rumination and chewing of DM e NDF min/kg, having lower values for the same rates in kg/min. Serum variables were influenced by genetics and nitrate levels, but without values beyond normality. As rumen dynamics, Holsteins presented superior absolute values and inferior values when these parameters were calculated in BW and MW basis. The zebu cattle presented medium and minimum pH larger and less time pH below 6.2, having larger count for protozoa count. Nellore had higher concentrations for NH3, CH4 and production of CH4. Holstein presented higher values for microbial N (g/day) and N retained balance (g/kg N ingested) and lower values for N balance in feces (g/kgN ingested) and microbial N (mg/kgMW.d-1). The increase in the level of CN in the diet increased linearly the digestibility of EE and NNE, average time ruminating, chewing rate for DM and NDF (min/kg), and decreased the DMI in BW and MW basis and the excretion of DM, EE, NNE, OM and GE. The intake rate of DM and NDF kg/min, creatinine in urine (mg/kgBW), the total time eating and NH3 balance showed quadratic effect by increasing the addition of CN in the diet. The levels of nitrate on animal feed influenced the percentage of NDF, CP and EE in the batch digesters afluents. The biodigestors containing the taurine feces presented the highest values of NDF/ ADF affluent and lowest values for total solids (TS), lower volume of biogas and CH4 and lower ratio of CH4/amount of feces. Taurines presented better use of the feed, producing lesser CH4, and lower ultimate methane yield at batch digesters. The CN levels affected the intake, digestibility and nitrogen metabolism, however without affecting the production of CH4 or the batch digester efficiency.
 
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Publishing Date
2018-05-10
 
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