In vitro fermentation of diets containing sweet potato flour as a substitute for corn in diets for ruminants / Fermentação in vitro de dietas contendo farinha de batata-doce como substituto do milho em dietas para ruminantes

ABSTRACT: With the intensification of production systems, dairy cow feeding has undergone changes creating the need to increase substitute feed options, focusing on more efficient, modern, and sustainable alternatives. Few researches were carried out evaluating the inclusion of sweet potato flour as an energy source in substitution of maize for ruminants. The aim of this study was to evaluate the in vitro gas production of ground corn replacement by sweet potato flour at different levels. For in vitro gas production, four treatments were performed, consisting of corn replacement by sweet potato flour at the levels of 0, 33, 66, and 100%, in a diet consisting of corn silage, soybean meal, and ground corn. In vitro incubations were conducted in sealed bottles containing 50 ml of the inoculum prepared using ruminal fluid and 0.5 g of each treatment. Gas production was determined in 96 consecutive hours. The cumulative gas production was greater when the corn was 100% replaced by SPF (224 ± 1.45 and 231.9 ± 1.45 ml/g DMi for 0 and 100% of replacement, P = 0.01). Degradation rates were 7.10, 7.59, 8.08, and 8.59 ± 0.06% per hour for the 0, 33, 66, and 100% replacement rates, respectively (P<0.001). There was also a difference (P = 0.002) in the lag time, in which diets with the highest SPF inclusion had a lower colonization time. In conclusion, sweet potato flour produced more gas and was more rapidly degraded than corn.

RESUMO: Com a intensificação dos sistemas de produção e o aumento das exigências alimentares das vacas leiteiras criou-se a necessidade de diversificação nas opções de alimentos, focando em alternativas mais eficientes, modernas e sustentáveis. Poucas pesquisas foram realizadas avaliando a inclusão da farinha de batata-doce como fonte de energia em substituição ao milho para ruminantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de gás in vitro da farinha de batata-doce (SPF) em substituição ao milho moído em diferentes níveis. Para a produção de gás in vitro, foram realizados quatro tratamentos, com substituição de milho por farinha de batata-doce a 0, 33, 66 e 100%, em uma dieta com silagem de milho, farelo de soja e milho moído. As incubações foram conduzidas em frascos selados contendo 50 ml do inóculo preparado utilizando o fluido ruminal, solução tampão e 0,5 g de cada tratamento. A produção de gás acumulada foi maior na substituição do milho pela SPF em 100% (224 ± 1.45 e 231,9 ± 1.45 ml/g MSi para as substituições 0 e 100%, P = 0,01). A taxa de degradação foi 7,10, 7,59, 8,08 e 8,59 ± 0,06% por hora nas substituições 0, 33, 66 e 100%, respectivamente (P<0,001). Houve também diferença (P = 0,002) no lag time, em que as dietas com maior inclusão de SPF tiveram tempo de colonização bacteriana menor. Em conclusão, a farinha de batata-doce produziu mais gás e foi degradada mais rapidamente que o milho.

In vitro and in situ digestibility of annual ryegrass silage from distinct phenological growth stages and pre-dehydration times / Digestibilidade in vitro e in situ de silagem de azevém anual oriunda de diferentes estádios fenológicos e tempos de pré-secagem

The aim was to evaluate how the fodder pre- dehydration time and its phenological stages influence on ruminal degradability and digestibility of ryegrass silage. The evaluated samples consisted of treatments: Vegetative: Cut and ensiled; cut + 4 hours pre-drying and ensiled and; cut + 7 hours pre-drying and ensiled; Pre-flowering: Silage cutting and ensiled and 4 hours pre-drying and ensiled; Flowering: cut and ensiled, no pre-drying, with four replications each treatment. Silage was storage for four months. It was carried out three in situ digestibility assays to determine the curve of ruminal degradability at different times (3, 6, 9, 12, 24, 48 and 72 hours), like in situ digestibility and other three assays of 24 hours and 48 hours to determinate in vitro digestibility of silage. The digestibility of ryegrass silage was influenced by both the pre-dehydration times and phenological stage, and the dehydration time of cut and silage had a high proportion of degradable components, with higher degradation rate by 24 hours of incubation. The in vitro digestibility of the ryegrass silage was greater than that in situ for up to 48 hours. The digestibility of the ensiled ryegrass biomass was influenced by the dehydration times, as well as the plant growth stage, regardless of the methodology used, being higher values for the treatment without previous drying of the vegetative stage.

O objetivo foi determinar como o tempo de emurchecimento e o ciclo da planta influenciam na digestibilidade in vitro e degradabilidade in situ da silagem de azevém. As amostras foram provenientes de experimento a campo, com delineamento experimental de blocos ao acaso, com seis tratamentos (Vegetativo: cortar e ensilar; cortar + pré-secagem de 4 horas e ensilar e; cortar + pré-secagem de 7 horas e ensilar. Pré-florescimento: cortar e ensilar e présecagem de 4 horas. Florescimento: cortar e ensilar) e quatro repetições. A armazenagem foi de quatro meses. Foram realizados três ensaios de digestibilidade in situ para determinar a degradabilidade ruminal em diferentes tempos (3, 6, 9, 12, 24, 48 e 72 horas) e três ensaios de in vitro. A digestibilidade da silagem de azevém foi influenciada, tanto pelos tempos de desidratação, quanto pela idade da planta, sendo que, o tempo 0 do vegetativo apresentou alta proporção de componentes degradáveis, apresentando maior taxa de degradação até as 24 horas de incubação. A digestibilidade in vitro da silagem foi maior que degradabilidade in situ até às 48 horas. Maior digestibilidade da biomassa foi apresentada pelo tempo 0 do estádio vegetativo, para ambas as técnicas empregadas.

Características de silagens de capim-elefante (Pennisetum purpureum) e casca de maracujá in natura / Characteristics of Pennisetum purpureum and passion-fruit-peel silages

Objetivou-se avaliar as características sensoriais, as perdas totais, o padrão fermentativo e a composição bromatológica de silagens contendo combinações de capim-elefante (Pennisetum purpureum) com diferentes tempos de emurchecimento e casca de maracujá in natura (CM). Os tratamentos experimentais foram compostos por silagens confeccionadas com 100% de capim-elefante (CE); 100% de casca de maracujá; 75% CE/25% CM; 50%/CE 50% CM; 25% CE/75% CM, para cada tempo de emurchecimento do capim (zero; quatro; seis e oito horas), com três repetições. As silagens apresentaram coloração amarelada, odor levemente acre, exalando maracujá nos tratamentos contendo CM. Observou-se um aumento da perda total das silagens contendo casca de maracujá (0,09; 0,15; 1,01; 1,77 e 2,52kg de perdas para os tratamentos 100% CE; 75% CE/25% CM; 50% CE/50% CM; 25% CE/75% CM e 100% CM, respectivamente). O pH e o N-NH3 variaram de 3.58 a 4.63 e de 8.11 a 12.13, respectivamente. Tratamentos com CM reduziram os teores de MS, FDN e carboidratos totais e elevaram as concentrações de PB, NIDA, NIDN e carboidratos não fibrosos das silagens avaliadas. Mesmo com baixos níveis de MS, os tratamentos proporcionaram silagens de boa qualidade.(AU)

This study aimed at evaluating sensorial characteristics, total waste, fermentative profile, and chemical composition of Pennisetum purpureum (PP) and passion-fruit-peel (PFP) silages. Four PP dehydration times (0,4,6 and 8 hours) and five combinations of ingredients (100% PP; 100% PFP; 75% PP/25% PFP; 50% PP/50% PFP; 25% PP/75% PFP) were evaluated. The silages presented a yellowish color, a slightly acrid odor, and exhaled passion fruit scent in the treatments containing PFP. There was an increase in total waste of silages containing passion fruit peel (0.09, 0.15, 1.01, 1.77 and 2.52kg of waste for treatments 100% PP, 75% PP/25% PFP, 50% PP/50% PFP, 25% CE/75% CM and 100% CM, respectively). The pH and N-NH3 values ranged from 3.58 to 4.63 and 8.11 to 12.13, respectively. Mixtures containing PFP decreased the levels of DM and NDF and increased the levels of CP, NFC, ADIN and NDIN in the silages. Despite the reduced levels of DM, all treatments provided a good silage.(AU)

Effects of essence oil additives added to different feeds on methane production / Efectos sobre la producción de metano de los aceites esencias añadiendo diferentes aditivos

ABSTRACT Objective. The aim of the study is to determine the effect of different plant essence oil supplementation to TMR, concentrate and hay on methanogenesis and at 2, 8 and 24 hours (h) using in vitro gas production technique in cattle. Material and methods. Three fistulated Holstein dairy cows were used for rumen fluid collection for application of in vitro gas production technique. Four essence oils (T. vulgaris, O. vulgare, S. aromaticum, Z. officinale) were used as plant extracts. Results. Essence oil supplementation, particularly at increased doses, significantly decreased methane production for TMR, concentrate and hay at 8 and 24 h compared to negative and positive control groups (p<0.05). Among all plant extracts, Syzygium 200 ppm supplementation resulted the lowest methane production values (p<0.05). While methane production at 24 h in positive control groups were recorded respectively as 10.45, 10.75 and 10.07 for TMR, concentrate and hay, the values in Syzygium 200 ppm group were recorded respectively as 1.65, 3.28 and 1.98 for these feed groups. Conclusions. The findings of the study indicate that increased doses of essence oil supplementation significantly decrease methane production in ruminants. Hence, it is suggested that essence oil will be highly beneficial in ruminant nutrition.

RESUMEN Objectivo. El objectivo del presente estudio es determin que el efecto de diferentes suplementos de aceite de esencia de la planta es de TMR, concentrado y heno en la metanogénesis ya los 2, 8 y 24 horas (h) utilizando la técnica in vitro de producciόn de gas en los bovinos. Material y métodos. Tres vacas lecheras Holstein fistulados se utilizaron para la acumulación de líquido ruminal para la aplicación de la técnica in vitro de producción de gas en. Cuatro aceites esenciales (T.vulgaris, O.vulgare, S.aromaticum, Z.officinale) fueron utilizadas como extractos de plantas. Resultados. La administración de suplementos de aceite de esencia, particularmente a elevadas dosis, disminoyó significativamente la producción de metano de TMR, se concentran y heno a las 8 y las 24 h en comparación con los grupos negativos y positivos de control (p<0.05). Entre todos los extractos de plantas, Syzgium 200 suplementación ppm de corrientes de aire los valores de producción de metano màs bajas (p<0.05). Mientras que la producción de metano a las 24 h en los grupos de control positivos, respectivamente, como 10.45, 10.75 y 10.07 am para TMR, concentrarse y heno, los valores de Syzygium grupo de 200 ppm se registraron, respectivamente 1.65, 3.28 y 1.98 para los thes grupos alimentar. Conclusiones. Los resultados del estudio indican que las dosis elevadas de suplementos de aceite de esencia para disminuir significativamanente la producción de metano en rumiantes. Por lo tanto, se sugiere que el aceite de esencia será altamente beneficioso en la nutrición de rumiantes.

Efficacy of essence oil supplementation to feeds on volatile fatty acid production / La eficacia de los suplementos de aceite de esencia en la producción de ácidos grasos volátiles

Objective. Determine the effect of some plant extract supplementation to Total Mixed Ration (TMR), concentrate and hay on volatile fatty acid (VFA) production at 8 and 24 hours (h) using in vitro gas production technique in cattle. Material and methods. Three fistulated Holstein dairy cows were used for rumen fluid collection for application of in vitro gas production technique. Four essence oils (T. vulgaris, O. vulgare, S. aromaticum, Z. officinale) were used as plant extracts. Results. Essence oil supplementations to the examined feed groups had significant effect only on C2/C3 VFA level at 8 h in all feed groups (p<0.05). C2/C3 VFA level at 8 h significantly increased in the groups with Oregano 25 ppm supplementation for TMR and concentrate and in the groups with Thymol 25 ppm supplementation for hay. C3 VFA level at 8 h significantly increased in the group that received Syzygium 200 ppm supplementation for hay. Different plant extracts supplemented to TMR, concentrate and hay significantly affected C2, C3, IC4, IC5, C5 and C2/C3 VFA levels at 24 h (p<0.05). Conclusions. The findings of the study indicate that moderate doses of plant extracts result in increased VFA levels in ruminants while higher doses demonstrate the opposite effect.

Objetivo. Determinar el efecto de los suplementos de algunos extractos de plantas a Ración Total Mezclada (TMR), concentrado y heno sobre los ácidos grasos volátiles (AGV) a las 8 y 24 horas (h) utilizando la técnica de producción de gas in vitro en el ganado bovino. Material y métodos. Tres vacas lecheras Holstein fistuladas se utilizaron para la recogida de fluido ruminal y aplicar la técnica in vitro de producción de gas. Cuatro aceites esenciales (T. vulgaris, O. vulgare, S. aromaticum, Z. officinale) fueron utilizadas como extractos de plantas. Resultados. La suplementación de aceite esenciales a los grupos de alimentos estudiados tuvieron efecto significativo sólo en C2 / nivel C3 VFA a las 8 h en todos los grupos de alimentos (p<0.05). El C2 / nivel C3 VFA a las 8 h aumentó significativamente en los grupos con suplementación de orégano 25 ppm de la RTM y concentrado y en los grupos con suplementación de Timol a 25 ppm para el heno. El C3 nivel de VFA en 8 h aumentó significativamente en el grupo que recibió suplementación de Syzygium a razón de 200 ppm para el heno. Los diferentes extractos de plantas suplementadas con RTM, concentrado y heno afectó significativamente los niveles de C2, C3, IC4, IC5, C5 y C2/C3 VFA a las 24 h (p<0.05). Conclusiones. Los hallasgos del estudio indican que las dosis moderadas de extractos de plantas incrementan los niveles de AGV en rumiantes, mientras que dosis más altas producen el efecto contrario.

Digestibilidade da matéria seca de silagens de milho e de suplementos concentrados determinada por procedimentos in vitro / Dry matter digestibility of corn silages and concentrates determined by in vitro procedures

Compararam-se os valores de digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) de quatro silagens de milho e de seis concentrados (três proteicos e três energéticos), determinados pelo método de dois estádios realizados em tubos individuais ou em equipamento automatizado de fermentação, e avaliou-se a ocorrência de efeito associativo na digestão de alimentos destas três classes incubadas em um mesmo jarro de fermentação da incubadora in vitro, ou em jarros diferentes contendo a mesma classe de alimentos. Utilizou-se delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 3 x 3 (procedimentos in vitro x classes de alimentos). Os valores de DIVMS determinados pelo método dos tubos foram mais próximos dos relatados na literatura e menores (P<0,02) que os obtidos pelos procedimentos automatizados. Não houve diferença (P>0,05) nos valores de DIVMS dos concentrados e das silagens de milho incubados no mesmo jarro de fermentação da incubadora ou, separadamente por alimento, em jarros diferentes.

The values of in vitro dry matter digestibility (IVDMD) of four corn silages and six concentrates (three proteic and three energetics) were determined by the two-stage technique that utilizes individual digestion tubes and by an automatic equipment of fermentation (filter bag technique). It was also evaluated the associative effect on digestion of these three food classes when incubated in the same fermentation jar of the "in vitro incubator" and when in different vessels containing the same class of foods. The experimental design was completely randomized in a 3 x 3 factorial arrangement (in vitro procedures x food classes). The IVDMD values determined in tubes were closer to those found in the literature and lower (P<0.02) than those obtained by the automatic procedure. No differences were found (P>0.05) in IVDMD of concentrates and silages when incubated together in the same fermentation jar or separated by food classes in separated jars.

Efecto de la relación proteína y energía sobre los niveles de amonio ruminal y nitrógeno ureico en sangre y leche, de vacas doble propósito del piedemonte llanero, Colombia / Efeito de proteínas e de energia em relação aos níveis de amónio rúmen e da BUN e leite, vacas dupla finalidade do piedemonte llanero, Colômbia / Effect of protein and energy relationship on the levels of ammonium rumen and blood urea nitrogen and milk, in dual purpose cows at the llanero foothills, Colombia

Los efectos de cinco suplementos con diferente relación proteína cruda:energía metabólica (PC:EM) sobre los niveles de nitrógeno amoniacal en rumen (AR) y nitrógeno ureico en sangre (NUS) y leche (NUL), fueron evaluados en vacas doble propósito en el trópico bajo del Piedemonte llanero colombiano, mediante un diseño cuadrado latino 5x5. En el tratamiento 1, los animales recibieron a voluntad forraje de pasto Brachiaria decumbens y 900 g de harina de arroz; en el tratamiento 2 recibieron adicionalmente 39 g de úrea; en el tratamiento 3 recibieron 84 g de úrea; el tratamiento 4 fue similar al tratamiento 2 más 1200 g de azúcar de caña; y el tratamiento 5 fue igual al tratamiento 3 más 950 g de azúcar. La relación PC:EM fue de 26, 66, 103, 27 y 50 g de PC por megacaloría de energía metabólica, respectivamente. Los niveles más altos de AR, NUS y NUL los presentaron el tratamiento 3 (p<0.01), de mayor aporte de proteína y mayor PC:EM, seguido de los tratamientos 5 y 2 de segundo orden de PC y PC:EM. Además, se observó que AR, NUS y NUL están fuertemente afectados por PC:EM. Los niveles de AR, NUS y NUL, presentaron variaciones a través del día y fluctuaron entre 4.3 a 22.9, 4.8 a 13.8 y 3.6 a 16 mg N/dl. A partir de la primera suplementación se observó incremento de los valores de las tres variables, con valores máximos 3 a 6 horas después. Se encontró relación directa NUL = 0.901*NUS con R2 = 0.70, lo que demostró clara dependencia del NUL con respecto al NUS. Los resultados sugieren que la dependencia de estos metabolitos con el contenido de PC y EM de la dieta los convierte en herramientas de ajuste y optimización de suplementos para las ganaderías doble propósito del piedemonte llanero colombiano.

The effects of five diets with different protein to energy ratios (CP:ME) on rumen ammonia (RA) and blood (BUN) and milk úrea nitrogen (MUN) in dual-purpose cows were evaluated in the piedemonte of Colombia. Five rumen fistulated cows were assigned to five treatments using a 5 x 5 Latin Square design. All animals received a basal diet consisting of Brachiaria decumbens �forage ad libitum and 900 g of ground rice (treatment 1); treatment 2 was identical to treatment 1 plus 39 g of urea; treatment 3 was identical to treatment 1 plus 84 g urea; treatment 4 was identical to treatment 2 plus 1200 g of sugar; and treatment 5 was identical to treatment 3 plus 934 g of sugar. The ratio between crude protein and metabolizable energy (CP:ME) was 26, 66, 103, 27 and 50 g /Mcal for treatment 1 to treatment 5, respectively. The highest concentrations of RA, BUN and MUN were observed in treatment 3 (p<0.01), which provided the highest amount of CP and resulted in the highest CP:ME ratio. Treatments 5 and 2, with intermediate amounts of CP and CP:ME ratios, resulted in intermediate levels of RA, BUN and MUN. The levels of RA, BUN and MUN varied considerably across the day and ranged from 4.3 to 22.9, 4.8 to 13.8 and 3.6 to 16 mg/dl, respectively. The highest levels of RA, BUN and MUN occurred 3 to 6 hours after the first feeding of the day. There was a close positive relationship between MUN and BUN (MUN = 0.901*BUN, R2 = 0.70). It can be concluded that the levels of BUN and MUN are closely related to the CP concentration and the CP:ME ratio in the diet. These metabolites represent a useful tool to monitor and adjust the use of supplements for dual-purpose cows fed diets based on low-quality grasses in the Llanero foothills of Colombia.

Os efeitos de cinco diferentes relações com suplementos de proteína bruta: energia metabólica (PC : MS) sobre os níveis de nitrogênio no rúmen (RA) e da BUN (NUS) e leite (NUL), foram avaliadas em vacas dupla finalidade nos trópicos sob o piedemonte llanero colombiano, através de um quadrado latino 5 x 5. No tratamento 1, os animais receberam em gramíneas forrageiras irá Brachiaria decumbens e 900 gramas de farinha de arroz; no tratamento 2, recebido mais 39 gramas de uréia; para o tratamento 3, recebido 84 gramas de uréia; no tratamento 4 foi semelhante ao tratamento 2 mais 1200 g de cana-de-açúcar; eo tratamento 5 era igual a 3 tratamento mais 950 g de açúcar. O PC MS foi de 26, 66, 103, 27 e 50 g PC megacaloría energia metabólica, respectivamente. Os níveis mais elevados de AR, NUS e NUL apresentou o tratamento 3 (p <0,01), maior aporte de proteína e superior PC MS, seguido pelos tratamentos 2 e 5 de segunda ordem PC e PC:MS. Além disso, observou-se que AR, NUS e NUL são fortemente influenciados pelo PC:MS. Níveis de AR, NUS e NUL, apresentaram variações ao longo do dia, e variou de 4.3 a 22.9, 13.8 e 4.8 a 3.6 a 16 mg N/dl. Desde a primeira suplementação foi observado aumento dos valores mobiliários das três variáveis, com valores máximos de 3 a 6 horas depois. Nós encontramos uma relação direta NUL = 0.901 * NUS com R2 = 0.70, o que mostrou clara dependência NUL no que respeita à NUS. Os resultados sugerem que a dependência em relação a estes metabolitos com o conteúdo do PC e MS dieta torna-os instrumentos de regulação e otimização de suplementos de rebanhos dupla finalidade de piedemonte llanero colombiano.