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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.74.2021.tde-09082021-134509
Documento
Autor
Nome completo
Alice Helena Peres Marques Assumpção
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2021
Orientador
Banca examinadora
Rodrigues, Paulo Henrique Mazza (Presidente)
Gonçalves, Juliano Leonel
Polizel, Daniel Montanher
Suen, Garret
Título em inglês
The individual and associated use of monensin, tannins and calcium nitrate in the feeding of cattle promote a reduction in the emission of methane gas
Palavras-chave em inglês
16S rRNA
Ex-situ technique
Bacterial diversity
Greenhouse gas
Rumen microbiome
Resumo em inglês
The aimed of this study was to evaluate the individually and combine use of monensin, tannins of Acacia mearnsii extract and calcium nitrate on ruminal fermentation parameters (ex-situ technique), rumen microbiome as well as on anaerobic biodigestion of waste. The dissertation was structured in two studies. In study 1, five cannulated Nellore cows, non-pregnant and non-lactating, with a mean body weight of 530±75 kg, were distributed into a 5 x 5 Latin square. The animals were fed with a basal diet, concentrate:roughage (corn silage) ratio of 60:40, through which the additives were supplied totaling five treatments: control (without addition of additives), monensin (300 mg in the diet), tannin (1.5% of DM), nitrate (3.0% of DM), and Pool (combination of the doses of the three additives). Data were analyzed using PROC MIXED of SAS and differences were declared significant at 5%. Cows fed with tannins had an increase of 23% on dry matter and gross energy intake. A reduced CH4 production was observed when the control treatment was compared to the individual or combined use of all additives, being 9.5% related to monensin treatment, 18.75% in tannin, 19.8% in calcium nitrate and a reduction of 28.8% when cows were fed with the pool (monensin, nitrate and tannin). Regarding the ruminal microbiota, no effects were found on the total protozoan count when cows were fed with the pool in comparison to the control. Furthermore, the structure of members using PCoA of the bacterial community of the rumen of cows fed with the pool had differences when compared to cows fed with monensin and tannin, but the bacterial community observed in the pool group was similar to those of cows fed with nitrate. Overall, significant decreases in rumen methane emissions can be achieved without drastic effects on either the rumen microbial population or its function. In study 2, biodigesters were arranged in a completely randomized design of 5 treatments with 5 replicates, totaling 25 experimental units (feces were the main variable from cows fed with the individual or combined use of all additives). The data were analyzed by using the Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). The biodigesters supplied with waste from cattle fed tannins increased in 91% of CH4 production and 52% of CO2 production per gram of volatile solids. The pool treatment increased the biofertilizer nutrient compounds in 12.6% of Total C and 35% of Total N, monensin presented an increase of 7.5% of Total N, and K was increased in 35% to tannins and 22% to nitrate. The monensin did not present the potential for CH4 production in relation to the waste in the environment. Interestingly, the tannins showed significant results through anaerobic digestion, being its use recommended with the attempt to reduce the impacts of untreated manure on the environment. More studies are necessary to understand how nitrate acts on biodigesters.
Título em português
O uso individual e associado de monensina, taninos e nitrato de cálcio na alimentação de bovinos promove a redução do gás metano
Palavras-chave em português
16S rRNA
Diversidade bacteriana
Gases de efeito estufa
Microbioma ruminal
Técnica ex-situ
Resumo em português
O objetivo deste trabalho foi avaliar individualmente e de forma combinada o uso de monensina, taninos do extrato de Acacia mearnsii e nitrato de cálcio sobre os parâmetros de fermentação ruminal (técnica ex situ), microbioma ruminal e a biodigestão anaeróbia de resíduos. Para tanto, foram desenvolvidos dois estudos. No estudo 1, cinco vacas Nelore canuladas, não gestantes e não lactantes, com peso corporal médio de 530 ± 75 kg, foram distribuídas em quadrado latino 5 x 5. Os animais foram alimentados com dieta basal, relação concentrado:volumoso de 60:40 (silagem de milho), por meio do qual foram fornecidos os aditivos; totalizando cinco tratamentos: controle (sem adição de aditivos), monensina (300 mg na dieta), tanino (1,5% da MS), nitrato (3,0% da MS) e 'pool' (combinação das doses dos três aditivos supracitados). Os dados foram analisados usando PROC MIXED do SAS e as diferenças foram consideradas significativas quando o valor de P<0.05. Vacas alimentadas com taninos tiveram um aumento de 23% no consumo de matéria seca e energia bruta. Uma redução na produção de CH4 foi observada quando comparado o tratamento controle com o uso individual ou combinado de todos os aditivos, sendo 9,5% relacionado ao tratamento com monensina, 18,75% no grupo com tanino, 19,8% no grupo com nitrato de cálcio e redução de 28,8% quando as vacas foram alimentadas com o 'pool' (monensina, nitrato e tanino). Em relação à microbiota ruminal, nenhum efeito foi encontrado na contagem total de protozoários quando as vacas foram alimentadas com o 'pool' em comparação com as do controle. Além disso, usando o PCoA, a estrutura dos membros da comunidade bacteriana do rúmen de vacas alimentadas com o 'pool' teve diferenças quando comparada com vacas alimentadas com monensina e tanino, mas a comunidade bacteriana observada no grupo 'pool' foi semelhante àquela das vacas alimentadas com nitrato. No geral, reduções significativas nas emissões de metano no rúmen podem ser alcançadas sem efeitos drásticos na população microbiana do rúmen ou em sua função. No estudo 2, os biodigestores foram dispostos em um delineamento inteiramente casualizado de 5 tratamentos com 5 repetições, totalizando 25 unidades experimentais (as fezes foram a principal variável oriunda das vacas alimentadas com o uso individual ou combinado de todos os aditivos). Os dados foram analisados por meio do software estatístico SAS (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). Os biodigestores acrescidos de resíduos das vacas alimentadas com taninos aumentaram em 91% a produção de CH4 e 52% a produção de CO2 por grama de sólidos voláteis. O tratamento 'pool' aumentou os nutrientes do biofertilizante em 12,6% de C Total e 35% de N Total, a monensina aumentou 7,5% do N Total, e o K foi aumentado em 35% para o grupo tanino, enquanto 22% foram observados para o grupo nitrato. A monensina não apresentou potencial de produção de CH4 em relação aos resíduos no meio ambiente. Curiosamente, os taninos apresentaram resultados significativos por meio da digestão anaeróbia, sendo seu uso recomendado na tentativa de reduzir os impactos do esterco não tratado no meio ambiente. Mais estudos são necessários para entender como o nitrato atua no processo de biodigestão.
 
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ME11001224COR.pdf (1.81 Mbytes)
Data de Publicação
2021-09-13
 
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