Energy requirements, energetic partition and methane emission from growing Holstein, Gyr and F1 Holstein-Gyr dairy heifers

• Main Author: Moreira, Tainá Silvestre
• Other Authors: Rodrigues, Paulo Henrique Mazza
• Format: Others
• Language: en
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2016
• Subjects: Aquecimento global; Global warming; Respirometria; Resporimetry; Ruminantes; Ruminants
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10135/tde-16112016-114843/

In Brazil, country with the fifth largest world production of milk, diets formulations are also carried out on the basis of nutritional requirements established in other countries, especially those from predominantly temperate climate. Research validation nutritional systems have evidenced application incompatibility of systems generated in temperate conditions at tropical conditions. Thus, the aim of this study was to determinate energy requirements, energetic partition and methane (CH4) enteric emission from growing Holstein, Gyr and F1 Holstein-Gyr dairy heifers in tropical conditions. The trial was conducted at The Multi-use Livestock Complex of Bioefficiency and Sustainability at Embrapa Dairy Cattle, Coronel Pacheco - MG, Brazil. Were evaluated 36 heifers, 12 Holstein, 12 Gyr and 12 Holstein-Gyr in 3 distinct experiments. In the first one, the 36 heifers were distributed in 12 latin squares, in a 3x3 factorial arrangement which was 3 nutritional plans and 3 genotypes. The nutritional plans were (1) 1.0x maintenance; (2) 1.5x maintenance and (3) 2.0x maintenance and the heifers were fed a diet consisting of 85.0% of corn silage and 15.0% of concentrate on a dry matter (DM) basis. Enteric CH4 emission was evaluated by SF6 tracer technique. Dry matter intake (DMI) and nutrients presented interaction among genotype and nutritional plan. Gyr heifers demonstrated higher crude protein (CP) digestibility (76.55%), F1 Holstein-Gyr intermediary value (75.14%) and Holstein animals presented the lowest value (74.59%). Daily CH4 production (g/d) was influenced by nutritional plan and differed as well between genotypes whereas Gyr heifers compared to the others had lesser CH4 emissions. Heifers fed at lower nutritional plan presented highest (85.5%) CH4 emissions by average daily gain (g/ kg of ADG) when compared to heifers fed at the higher nutritional plan. We found annual emissions of 45.84 kg of CH4. The second experiment has as objective measure the heat production (HP) and the enteric CH4 emission from dairy heifers using face mask (FM) method. The same animals, treatments and diets that were used in the first study were used in this second and third one. The HP expressed in Mcal by metabolic body weight (Mcal/BW0.75) was affect by genotype and Gyr heifers presented lower HP (163.2) when compared to Holstein (201.0) while F1 Holstein-Gyr heifers did not differ (181.3). Observed interaction among genotype and nutritional plan to CH4 emission in (g/d) and grams per kilo of metabolic body weight (g/kg of BW0.75). When expressed in dry matter ingested was not found genotype or nutritional plans effects to CH4 production. In the third study, our objective was to determine energy requirements, energetic partition and enteric CH4 emission using the \"gold standard\" methodology as calorimetric respirometry. Each heifers spent one 24 hours period in an open-circuit respirometric chamber (RC) to measurements. The CH4 emission was influenced by genotype and nutritional plan. Holstein and F1 Holstein-Gyr heifers demonstrated 73.4% superior emissions when compared to Gyr heifers. The net energy requirements for maintenance (NEm/kcal BW0.75) was 103.9 for Holstein heifers, 79.86 for Gyr heifers and 103.8 for F1 Holstein-Gyr heifers. The metabolizable energy requirements for maintenance (MEm/kcal BW0.75) was 132.6 for Holstein heifers, 116.0 for Gyr heifers and 138.2 for F1 Holstein-Gyr heifers. Were not found differences among Holstein and F1 heifers on NEm and MEm, so was formulated a combined equation for both, where the net and metabolizable energy requirements for maintenance were 105.2 and 135.0 kcal/BW0.75, respectively. We concluded that our results about nutritional requirements had similarity with available literature from respirometric chambers. These generated data from dairy cattle will be used for a future data base vising the establishment of feed patterns for representative dairy cattle genotypes in national herd composition. Also, the enteric methane emission data obtained in this study will be used in the greenhouse gases national inventory. === No Brasil, país com a quinta maior produção mundial de leite, as formulações de dietas ainda são realizadas com base nas exigências nutricionais estabelecidas em países de clima predominantemente temperado. Pesquisas de validação de sistemas nutricionais têm evidenciado incompatibilidade de aplicação dos sistemas gerados em condições temperadas às condições tropicais. Assim, objetivou-se com o presente trabalho determinar as exigências de energia, a partição da energia consumida e emissão de metano (CH4) entérico de novilhas leiteiras em crescimento das raças Holandês, Gir e F1 Holandês-Gir, em condições tropicais. O experimento foi realizado no Complexo Experimental Multiusuário da Embrapa Gado de Leite, localizado no Campo Experimental José Henrique Bruschi, em Coronel Pacheco - MG. Foram avaliadas 36 novilhas leiteiras, sendo 12 da raça Holandês, 12 da raça Gir e 12 F1 Holandês-Gir em 3 experimentos distintos. No primeiro experimento, as 36 novilhas foram distribuídas em 12 quadrados latinos, em arranjo fatorial 3x3, ou seja, 3 planos nutricionais e 3 grupos genéticos. Os planos nutricionais foram (1) 1.0x mantença; (2) 1.5x mantença e (3) 2.0x mantença e as novilhas foram alimentadas com uma dieta constituída de 85.0% de silagem de milho e 15.0% de concentrado com base na matéria seca (MS). A metodologia empregada para mensuração de CH4 foi a técnica do gás traçador SF6. O consumo de matéria seca (CMS) e nutrientes apresentou interação entre genótipo e plano nutricional. Novilhas da raça Gir apresentam maior digestibilidade da proteína bruta (76,55%), as F1 Holandês-Gir valor intermediário (75,14%) enquanto que os animais da raça Holandês apresentaram o menor valor (74,59%). A produção diária de metano em grama dia (g/d) foi influenciada pelo plano nutricional e também diferiu entre grupo genético, sendo que novilhas da raça Gir quando comparadas às demais tiveram menor emissão de CH4 entérico. Novilhas alimentadas sob o menor plano nutricional apresentaram maior emissão de CH4 (85,5%) por ganho de peso diário (g/kg de GPD) quando comparada as novilhas sob o maior plano nutricional. A produção média de CH4 anual encontrada no presente estudo foi de 45,84 kg. O segundo experimento teve como objetivo mensurar a produção de calor (PC) e a emissão de CH4 entérico por novilhas leiteiras através do método da máscara facial. Os mesmos animais, tratamentos e dietas que foram utilizadas no primeiro estudo foram utilizados neste estudo e no estudo que será descrito posteriormente a esse. A PC expressa em Mcal por peso vivo metabólico (Mcal/PVM) foi afetada por genótipo e novilhas da raça Gir apresentaram menor PC (163,2) quando comparada as novilhas Holandês (201,0) enquanto que as novilhas F1 Holandês-Gir não diferiu das demais (181,3). Observou-se interação entre genótipo e plano nutricional para emissão de CH4 em grama dia e em grama por quilo de peso vivo metabólico. Quando expresso em relação à matéria seca ingerida, não foram encontrados efeitos de genótipo ou plano nutricional para emissão de CH4. O terceiro estudo objetivou determinar as exigências de energia, a partição energética e a emissão metano entérico pela metodologia padrão de respirometria calorimétrica. Cada novilha permaneceu por um período de 24 horas no interior da câmara para as mensurações. A emissão de CH4 (g/d) foi influenciada por genótipo e plano nutricional. Novilhas Holandês e F1 Holandês-Gir demonstram emissões superiores em 73,4% quando comparadas as novilhas da raça Gir. A exigência de energia líquida para mantença (ELm/kcal BW0,75) foi 103,9 para novilhas Holandês, 79,86 para novilhas Gir e 103,8 para novilhas F1 Holandês-Gir. A exigência de energia metabolizável para mantença (EMm/kcal BW0,75) foi 132, 6 para novilhas Holandês, 116,0 para novilhas Gir e 138,2 para novilhas F1 Holandês-Gir. Não foram encontradas diferenças entre novilhas Holandês e F1 Holandês-Gir para exigências de ELm e EMm, então foi formulada uma equação combinada para ambas, onde ELm e EMm foram 105,2 e 135,0 kcal/BW0,75, respectivamente. Concluiu-se que os atuais resultados de exigências em energia tiveram similaridade com a literatura disponível e serão utilizados para inclusão no banco de dados de gado de leite, a ser formado com trabalhos já existentes e outros que ainda serão desenvolvidos, visando ao futuro estabelecimento das normas e padrões nacionais de alimentação para bovinos leiteiros dos grupos genéticos mais representativos do rebanho nacional. Os dados de emissão de metano entérico obtidos poderão ser utilizados na elaboração do inventário nacional de emissão de gases de efeito estufa pelas atividades pecuárias.