اثرات منابع مختلف کربوهیدرات‌های غیرالیافی بر تخمیر و تولید گاز منابع علوفه‌ای در شرایط برون‌تنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم دام و طیور، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی دانشگاه تهران - ابوریحان، تخصص: تغذیه نشخوارکنندگان

3 پردیس ابوریحان/علوم دام و طیور

4 گروه علوم دام و طیور پردیس ابوریحان دانشگاه تهران - تخصص: ‌تغذیه نشخوارکنندگان/ افزودنی‌ها در تغذیه دام/ نوتروژنومیکس

چکیده

این آزمایش به‌منظور بررسی اثرات تخمیر منبع علوفه در تخمیر هم‌زمان با منابع مختلف کربوهیدرات‌های غیرالیافی در یک طرح پایه کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل (نه تیمار و سه تکرار) انجام شد. از کاه گندم، یونجه و ذرت سیلوشده به‌عنوان منبع علوفه و از نشاسته، ساکارز و پکتین به‌عنوان اجزای مهم کربوهیدرات‌های غیرالیافی استفاده شد. 2/0 گرم از هر منبع علوفه همراه با 3/0 گرم از هر منبع کربوهیدرات‌های غیرالیافی در شرایط آزمایشگاهی به مدت 24 ساعت تخمیر شدند و طی آن الگوی تولید گاز، قابلیت هضم ظاهری، قابلیت هضم حقیقی، توده‌ی میکروبی، pH و آمونیاک اندازه‌گیری شد. منبع علوفه و کربوهیدرات به‌تنهایی هر کدام بر تولید گاز در زمان‌های مختلف انکوباسیون، قابلیت هضم ظاهری، قابلیت هضم حقیقی و همچنین آمونیاک اثر معنی‌دار داشتند (05/0 > p) هر چند اثر متقابل بین این دو منبع مشاهده نشد. برآورد سنتز توده میکروبی برای منبع کاه از سایر منابع علوفه کمتر بود (14/0 در برابر 16/0 گرم در گرم ماده خشک، 05/0 > P) اما تحت تأثیر منبع کربوهیدرات‌های غیرالیافی و یا اثر متقابل دو منبع قرار نگرفت. هم‌چنین، منابع کربوهیدرات‌های غیرالیافی اثر معنی‌داری بر pH محیط کشت داشتند (87/5 برای ساکارز در برابر 05/6 برای پکتین). نتایج این مطالعه نشان داد که اثرات کربوهیدرات‌های غیرالیافی در محیط کشت‌های هم‌زمان با منابع مختلف علوفه قابل‌پیش‌بینی و مطابق با اثرات شناخته شده در شرایط درون تنی بوده و تحت تأثیر اثرات متقابل با منبع علوفه قرار نگرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of non-fiber carbohydrates on in vitro fermentation and gas production of various forage sources

نویسندگان [English]

  • Somayeh Fathi 1
  • ali assadi-alamouti 2
  • Ahmad Afzalzadeh 3
  • Mohammad Ali Norouzian 4
1 Department of Animal and Poultry Sciences, College of Aburaihan, University of Tehran
3 Department of Animal and Poultry Sciences, College of Aburaihan, University of Tehran
4 Department of Animal and Poultry Sciences, College of Aburaihan, University of Tehran
چکیده [English]

The aim was to evaluate effects of in vitro fermentation of different forages co-incubated with different types of non-fiber carbohydrates (NFC) on gas production, digestibility, microbial biomass, medium pH and ammonia concentration. A completely randomized design with factorial arrangement  (9 treatments and 3 replicates) were used wherein wheat straw, alfalfa hay and corn silage constituted main forage sources and starch, sucrose and pectin were components of NFC. 0.2 g of each forage samples incubated with 0.3 g of each NFC component for 24 h and gas production, apparent and true digestibility, microbial biomass, pH and ammonia concentration measured.  Forage and NFC sources, alone but not in combination, had a significant effect on gas production, digestibility as well as ammonia concentration (p<0.05). The estimated microbial biomass was lower for wheat straw samples (0.14 vs. 0.16 g /g DM digested for other forage samples), but was not affected by NFC and its interaction with forage sources (p<0.05). Also, NFC sources affected medium pH significantly with the lowest values for sucrose while the highest for pectin. Results showed that previously known effects of NFC sources in vivo are also consistently observed in vitro while it was not affected by co-incubation with different forage sources.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ammonia concentration
  • digestibility
  • Pectin
  • starch
  • Sucrose
1.      Adesogan AT, Krueger NK and Kim SC (2005) A novel, wireless, automated system for measuring fermentation gas production kinetics of feeds and its application to feed characterization. Animal Feed Science and Technology 123:211-223.
2.      Aldrich JM, Muller LD, Varga GA and Griel LC (1993) Nonstructural carbohydrate and protein effects on rumen fermentation, nutrient flow, and performance of dairy cows. Journal of Dairy Science 76(4): 1091-1105.
3.      Ben Ghedalia D, Yosef E, Miron J and Est Y (1989) The effects of starch and pectin rich diets on quantitative aspects of digestion in sheep. Animal Feed Science and Technology 24(3-4): 289-298.
4.      Blümmel M, Makkar HP and Becker K (1997) In vitro gas production: a technique revisited. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition 77(1‐5): 24-34.
5.      Broderick GA and Kang JH (1980) Automated simultaneous determination of ammonia and total amino acids in ruminal fluid and in vitro media. Journal of Dairy Science 63(1): 64-75.
6.      Broderick GA, Luchini ND, Reynal SM, Varga GA and Ishler VA (2008) Effect on production of replacing dietary starch with sucrose in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science 91 (12): 4801-4810.
7.      De Brabander D, Fiems L, De Boever J and De Campeneere S (2007) Achievements of research in the field of ruminant nutrition. In: Rostani A, Tewolde A and Mosconi, C., Animal Production and Animal Science Worldwide, Wageningen Academic Publishers, The Netherlaands.
8.      Getachew G, Blümmel M, Makkar H and Becker K (1998) In vitro gas measuring techniques for assessment of nutritional quality of feeds: a review. Animal Feed Science and Technology 72(3): 261-281.
9.      Hall MB and Herejk C (2001) Differences in yields of microbial crude protein from in vitro fermentation of carbohydrates. Journal of Dairy Science 84 (11): 2486-2493.
10.   Hall MB and Weimer PJ (2007) Sucrose concentration alters fermentation kinetics, products, and carbon fates during in vitro fermentation with mixed ruminal microbes. Journal of Animal Science 85(6):1467-1478.
11.   Hoover WH and Stokes SR (1991) Balancing carbohydrates and proteins for optimum rumen microbial yield. Journal of Dairy Science 74(10): 3630-3644.
12.   Leiva E, Hall MB and Van Horn HH (2000) Performance of dairy cattle fed citrus pulp or corn products as sources of neutral detergent soluble carbohydrates. Journal of Dairy Science 83(12): 2866-2875.
13.   Menke KH and Steingass H (1988) Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Animal Research and Development 28: 7-55
14.   Moharrery A (2007) The determination of buffering capacity of some ruminant’s feedstuffs and their cumulative effects on TMR ration. American Journal of Animal and Veterinary Sciences 2 (4): 72-78.
15.   Mould FL, Kliem KE and Morgan R (2005) Alternative methodologies: stretching the in vitro box. Animal Feed Science and Technology 124: 501-515.
16.   Muck RE, Filya R and Contreras-Gocea FE (2007) Inoculant effects on alfalfa silage: in vitro gas and volatile fatty acid production. Journal of Dairy Science 90(11): 5115-5125.
17.   Münnich M, Khiaosa-ard   R, Klevenhusen F, Hilpold A, Khol-Parisini A and Zebeli Q (2017) A meta-analysis of feeding sugar beet pulp in dairy cows: Effects on feed intake, ruminal fermentation, performance,and net food production Animal Feed Science and Technology 224: 79-89.
18.   Oba M (2011) Effects of feeding sugars on productivity of lactating dairy cows. Canadian Journal of Animal Science 91:37-46.
19.   Piwonka EJ and Firkins JL (1996) Effect of glucose fermentation on fiber digestion by ruminal microorganisms in vitro. Journal of Dairy Science 79(12): 2196-2206.
20.   Sannes RA, Messman MA and Vagnoni DB (2002) Form of rumen degradable carbohydrate and nitrogen on microbial protein synthesis and protein efficiency of dairy cows. Journal of Dairy Science 85(4): 900-908.
21.   Schofield P and Pell AN (1995) Measurement and kinetic analysis of the neutral detergent soluble carbohydrate fraction of legumes and grasses. Journal of Animal Science 73(11): 3455-3463.
22.   Sommart K, Parker DS, Rowlinson P and Wanapat M (2000) Fermentation characteristics and microbial protein synthesisin an in vitro system using cassava, rice straw and dried Ruzi grass as substrates. Asian-Australasian Journal of Animal Science 13 (8): 1084-1093.
23.   Theodorou MK, Williams BA, Dhanoa MS, McAllan AB and France J (1994) A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds. Journal of Animal Feed Science and Technology 48(3-4): 185-197.
24.   Vallimont JE, Bargo F, Cassidy TW, Luchini ND, Broderick GA and Varga GA (2004) Effects of replacing dietary starch with sucrose on ruminal fermentation and nitrogen metabolism in continuous culture. Journal of Dairy Science 87 (12): 4221-4229.