Strategies to Reduce Nitrogen Excretion from Ruminants: Targeting the Rumen

Esta tesis doctoral se llevo a cabo en el marco del proyecto financiado por la Union Europea Rednex. El objetivo principal de la tesis fue utilizar tecnologias innovadoras aplicadas al rumen para proponer soluciones que pueden reducir la excrecion de N en el ganado bovino lechero. Se llevaron a cabo cuatro estudios para evaluar: la espectroscopia de infrarrojo cercano como herramienta para mejorar la precision en la formulacion de raciones en la granja; el uso de anticuerpos policlonales (APs) contra las principal bacterias proteoliticas y desaminadoras en el rumen; y, el uso de compuestos de aceites esenciales (AE) como modificadores de la poblacion microbiana responsable de la degradacion de proteinas en el rumen y en forraje de raigras durante el ensilaje. En el primer estudio, creamos una base de datos de 809 muestras distintas de alimentos frecuentemente utilizados en la alimentacion de rumiantes. Parte de los alimentos se analizaron para la degradacion de materia seca (MS) y proteina bruta (PB), y una parte mas pequena (n = 100) para la degradacion de fibra neutro detergetnte (FND). Todas las muestras fueron escaneadas de 1,100 a 2,500 nm, utilizando un NIRSystems 5000, y se crearon calibraciones para todas las muestras (ALL), los forrajes (FF) y los no forrajes (NF). La degradacion efectiva, las fracciones a y b de MS, PB y FND se predijeron bien, y mejoraron despues de separacion por grupos. La velocidad de la degradacion de la MS, PB y FND no se predijo satisfactoriamente por ALL (r2 0,7). En el segundo estudio, evaluamos el efecto de la adicion de compuestos activos de AE en la degradacion de proteinas en ensilados de raigras. Se prepararon microsilos (n = 74) en bolsas de poliester con 2,0 kg de forraje fresco de raigras. Los tratamientos fueron: timol (THY), eugenol (EUG), cinamaldehido (CIN), capsaicina (CAP) y carvacrol (CAR), a 0, 50, 500 y 2,000 mg / kg de forraje fresco. El pH del ensilaje fue mayor de lo esperado (5,5 a 6,6) y se atribuyo al bajo contenido de MS del forraje y la adicion de los AE. La adicion de THY, EUG y CAR a dosis altas (2,000 mg / kg) redujo la concentracion de N-amoniacal, y la adicion de CIN2.000 redujo la degradacion de la proteina, resultando en silos con 9,7% mas de N proteico real. Los compuestos de AE probados afectaron a la degradacion de las proteinas y la desaminacion del forraje de raigras durante el ensilaje, pero la dosis efectiva fue demasiado alta para ser aplicado en la practica. En el tercer estudio, se produjeron en conejos y probaron in vitro APs contra Prevotella ruminicola, Clostridium aminophilum y Peptostreptococcus anaerobius. Se llevaron dos experimentos a cabo utilizando la tecnica de produccion de gas e incubaciones in vitro durante 24 h, y ocho fermentadores de cultivo continuo, para probar los efectos de los APs en la fermentacion ruminal a corto y largo plazo, respectivamente. Los tratamientos fueron: control (suero de animales no vacunados), APs contra P. ruminicola, C. aminophilum, P. anaerobius, y una mezcla de APs (1:1:1). La adicion de APs no tuvo efecto sobre la fermentacion ruminal ni a corto ni a largo plazo. En el cuarto estudio, se evaluaron los efectos de propil-propylthiosulfonato (PTSO), un compuesto organosulfurado estable del ajo, sobre la fermentacion ruminal en un sistema de cultivo de doble flujo continuo. En el primer experimento, los tratamientos incluyeron un control negativo sin aditivo, un control positivo con monensina a 12 mg/l y dos dosis de PTSO a 30 mg/l (PTSO30) y 300 mg/l (PTSO300). La adicion de PTSO30 no afecto a ninguna de las mediciones, y el PTSO300 disminuyo drasticamente la fermentacion de nutrientes. El segundo experimento se llevo a cabo para probar dosis crecientes de PTSO (0, 50, 100 y 150 mg / l) sobre la fermentacion microbiana ruminal. Los acidos grasos volatiles totales y la proporcion molar del propionato respondieron cuadraticamente con valores mas altos en las dosis intermedias, y la digestibilidad de los nutrientes no se afecto. Los resultados sugieren el potencial de PTSO para modificar la fermentacion del rumen en una direccion coherente con la mejora en la utilizacion de energia.