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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2021.tde-20052021-155923
Document
Auteur
Nom complet
Viviane Carnaval Gritti
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2021
Directeur
Jury
Nussio, Luiz Gustavo (Président)
Buisse, Kevin Panke
Daniel, João Luiz Pratti
Titre en anglais
Effect of ensiling temperature on microbial inoculants and performance of dairy cows fed corn grain silage with sodium benzoate
Mots-clés en anglais
Chemical additives
Fermentation end products
Inoculants
Milk yield
Resumé en anglais
Silage additives are recommended for corn-based silages in tropical conditions, such as whole-plant corn silage, high moisture corn, and rehydrated corn grain, to prevent losses at storage and enhanced aerobic stability. Sodium benzoate is a salt of an organic acid and has antifungal properties and it is used as a chemical additive for silages. The mechanism of sodium benzoate to prevent the presence of undesirable microorganisms in silages is related to the undissociated form of benzoic acid, which may pass across the cell membrane and release the hydrogen in the cytoplasm. But, the influence of sodium benzoate on animal performance still unknown. Another type of additives suitable for corn-based silages is the inoculants containing lactic acid bacteria (LAB), which can be divided into two major groups, homo-fermentative bacteria and hetero-fermentative bacteria. Higher ensiling temperatures typically lead to a shift from homolactic to heterolactic microbial populations, but the majority of silage microbiological knowledge focuses on optimal fermentation conditions, rather than optimal outcomes under environmental extremes. The objective of the first study was to evaluate the performance, feeding behavior, and ruminal parameters of Holstein lactating dairy cows fed diets with HMC or RCG, as the main source of starch, added or not 0.2% fresh matter of sodium benzoate (BEN). Also, to evaluate the chemical and physical composition, the fermentative profile, and the digestibility of HMC or RCG with or without sodium benzoate. As main results in both HMC and RCG silages, sodium benzoate reduced butyric acid concentration, reduced soluble protein. Moreover, sodium benzoate increased total-tract starch digestibility and milk production, and changed the cows eating behavior. However, RCG did not affect the performance of cows when compared to HMC. Even HMC and RCG differing in fermentation profile, grain moisture at harvesting did not affect dairy cow's performance, being RCG an efficient alternative of HMC. Even HMC and RCG differing in fermentation profile, grain moisture at harvesting did not affect dairy cow's performance, being RCG an efficient alternative of HMC. Sodium benzoate reduced protein solubility, fermentation end- products, development of spoilage microorganisms and improve starch digestibility, affecting dairy cow's chewing behavior and increasing milk yield by 0.8 kg/day. The objectives of the second trial were to study the patterns of fermentation between silages inoculated with LAB exposed to high- and low- levels of heat stress and corresponding ensiling temperatures. Commercial inoculants were heat-stressed at 30°C and 40°C for 24h incubated at 30°C and 45°C to test growth. Some inoculants decreased the growth when incubated at 45°C and heat- stress did not increase the adaptation of some inoculants, had no difference for inoculant 1 and increased the growth for inoculant 11 to high temperatures. The high temperature of ensiling decreased the formation of end products and increased the pH. HHS before ensiling was efficient in dropping the pH for some inoculants. Overall, prior exposure to heat stress of silage inoculant cultures produced varied effects on the performance of inoculants in culture and in the silo. In particular, prior exposure to high heat stress resulted in lower silage pH values and varied fermentation profiles when compared to LHS or uninoculated controls.
Titre en portugais
Efeito da temperatura de ensilagem em inoculantes microbianos e desempenho de vacas leiteiras alimentadas com silagem de grãos de milho com benzoato de sódio
Mots-clés en portugais
Aditivos químicos
Inoculantes microbianos
Produção de leite
Produtos de fermentação
Resumé en portugais
Aditivos são recomendados para silagens à base de milho em condições tropicais, como silagem de milho de plantas inteiras, grãos de milho com alta umidade e grãos de milho rehidratados, para evitar as perdas no armazenamento do silo e maior estabilidade aeróbica. Benzoato de sódio é um sal de um ácido orgânico e tem propriedades antifúngicas e é usado como aditivo químico para silagens. O mecanismo do benzoato de sódio para evitar a presença de microrganismos indesejáveis nas silagens está relacionado com a forma não dissocida de ácido benzoico, que pode passar pela membrana celular e liberar o hidrogênio no citoplasma microbiano. Mas, a influência do benzoato de sódio no desempenho de animais ainda é pouco explorada. Outro tipo de aditivo adequado para silagens à base de milho são os inoculantes contendo bactérias ácido lácticas (LAB), que podem ser divididas em dois grandes grupos, bactérias homo-fermentativas e bactérias hetero-fermentativas. Temperaturas mais elevadas normalmente levam a alteração de populações microbianas homoláticas para heteroláticas, mas a maioria dos conhecimentos microbiológicos de silagem se concentra em condições ideais de fermentação, em vez de condições sob extremos ambientais. O objetivo do primeiro estudo foi avaliar o desempenho, o comportamento alimentar e os parâmetros ruminais das vacas leiteiras Holandesas alimentadas com dietas com HMC ou RCG, como a principal fonte de amido, adicionada ou não com 0,2% de matéria fresca de benzoato de sódio (BEN). Além disso, foram avaliadas a composição química e física, o perfil fermentativo e a digestibilidade de HMC ou RCG com ou sem benzoato de sódio. Como principais resultados em silagens HMC e RCG, benzoato de sódio reduziu a concentração de ácido butírico e proteína solúvel. Além disso, o benzoato de sódio aumentou a digestibilidade total do amido e a produção de leite, e também interferindo no comportamento alimentar das vacas. No entanto, o RCG não afetou o desempenho das vacas quando comparado ao HMC. Mesmo o HMC e o RCG diferindo no perfil de fermentação, a umidade dos grãos na colheita não afetou o desempenho dos animais, sendo o RCG uma alternativa eficiente ao HMC. Benzoato de sódio reduziu a solubilidade da proteína, produtos de fermentação, desenvolvimento de microrganismos deterioradores e melhorou a digestibilidade do amidoem (%), afetando o comportamento de mastigação da vaca leiteira e aumentando a produção de leite em 0,8 kg/dia. Os objetivos do segundo ensaio foram estudar os padrões de fermentação entre as silagens inoculadas com LAB expostas a altos e baixos níveis de estresse térmico e temperaturas de ensilagem correspondentes. Os inoculantes comerciais foram aquecidos a 30°C (LHS) e 40°C (HHS) por 24h e incubados a 30°C e 45°C para testar o crescimento. Alguns inoculantes diminuíram o crescimento quando incubadas a 45°C e o estresse térmico não aumentou a adaptação de alguns inoculantes, não teve diferença para inoculante 1 e aumentou o crescimento de 11 inoculantes para altas temperaturas. A alta temperatura da ensilagem diminuiu a formação de produtos finais de fermentação e aumentou o pH. HHS antes ensilagem foi eficiente na queda do pH para alguns inoculantes. No geral, a exposição prévia ao estresse térmico de culturas inoculantes de silagem produziu efeitos variados sobre o desempenho de inoculantes na cultura e no silo. Em particular, a exposição prévia ao alto estresse térmico resultou em menores valores de pH de silagem e perfis variados de fermentação quando comparados ao LHS ou controles não inoculados.
 
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Date de Publication
2021-05-21
 
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