Tesis:
Nutritional strategies to control ruminal acidosis in feedlot cattle
- Autor: CARRASCO BARCO, Coral
- Título: Nutritional strategies to control ruminal acidosis in feedlot cattle
- Fecha: 2017
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AGRONOMOS
- Departamentos: PRODUCCION AGRARIA
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/48101/
- Director/a 1º: CARRO TRAVIESO, Mª Dolores
- Director/a 2º: MEDEL DE LA TORRE, Pedro
- Resumen: El objetivo de esta Tesis ha sido estudiar la influencia de diferentes estrategias nutricionales sobre el control de la acidosis en terneros de cebo en un contexto experimental diseñado para representar el manejo nutricional predominante en España. Para ello, se llevaron a cabo tres ensayos experimentales que se describen a continuación. El primer experimento se diseñó para evaluar el efecto de la inclusión de malato, administrado bien en forma de ácido libre o bien en forma de sal disódica/cálcica, en dietas de cebo de terneros sobre la productividad, la calidad de la canal, los parámetros ruminales y los metabolitos sanguíneos. Se emplearon 108 terneras (216 ± 30,3 kg de peso vivo), alojadas en 18 corrales de seis animales cada uno, durante un periodo experimental de cebo de 141 días. Se asignaron al azar seis corrales a cada tratamiento experimental. Los tratamientos experimentales fueron los siguientes: CON: concentrado control (sin aditivo); MA: concentrado CON más 1,08 kg/t de ácido málico (0,98 g de malato/g producto); y MAL: concentrado CON más 2 kg/t de una mezcla de malato disódico y cálcico (0,53 g de malato/g producto). Ambos aditivos se incluyeron para suministrar 1,1 g de malato por kg de concentrado. Los animales dispusieron de paja ad libitum durante toda la prueba. Se determinó el consumo de concentrado en materia seca (kg/corral) y el peso vivo individual cada 28 días. En los días 0, 84 y 141 de la prueba, se tomó una muestra de líquido ruminal mediante ruminocentesis y una muestra de sangre en la base del rabo de dos terneras por corral (12 por tratamiento). Al sacrificio, se registró el peso de la canal individual para determinar el rendimiento de la canal. También se llevó a cabo un estudio in vitro para analizar la fermentación ruminal de las tres dietas experimentales. Para ello, se inocularon los cultivos con líquido ruminal procedente de terneras alimentadas con la dieta CON y se incubaron durante 17 horas a 39ºC, determinándose posteriormente los principales parámetros de la fermentación ruminal (pH, producción de ácidos grasos volátiles y CH4, concentración de nitrógeno amoniacal y lactato, y la degradabilidad de la dieta). No hubo diferencias (P>0,05) entre tratamientos para el peso vivo, el consumo medio diario de de concentrado o la ganancia de peso vivo en ningún momento a lo largo del ensayo. Al sacrificio, tampoco hubo diferencias (P>0,05) en el peso de la canal caliente, su rendimiento o la clasificación de la canal. No hubo diferencias entre tratamientos en los valores de pH y las concentraciones de ácidos grasos volátiles y lactato, pero la concentración de nitrógeno amoniacal a los 84 días de prueba fue mayor para el tratamiento MAL (P>0,05) que para CON y MA. No hubo efecto de los tratamientos sobre los metabolitos sanguíneos (concentraciones de glucosa, lactato y nitrógeno ureico). En el estudio in vitro, no hubo diferencias entre tratamientos (P>0,05) para ninguno de los parámetros estudiados. Por lo tanto, bajo las condiciones de este experimento, la suplementación de MA o MAL no tuvo efecto en la productividad, los parámetros ruminales o los metabolitos sanguíneos de las terneras. Los resultados no se vieron influenciados por la forma de presentación del malato, bien como ácido libre o como sal disódica y cálcica. El segundo ensayo se diseñó para estudiar los efectos de las sales de malato y de un cultivo de Saccharomyces cerevisiae en la productividad, la calidad de la canal, la fermentación ruminal y los metabolitos sanguíneos de terneras en cebo. Se emplearon 108 terneras cruzadas con Charolés (214 ± 27,3 kg de peso vivo), que se alojaron en 18 corrales de seis animales cada uno durante un periodo de cebo experimental de 114 días. Se asignaron al azar seis corrales a cada uno de los siguientes tratamientos: CON (sin suplementación), MAL: CON más 4 g de una mezcla de malato disódico-cálcico por kg de concentrado (2,12 g de malato por kg), y YC: CON más 0,15 g de un cultivo de levadura (S. cerevisiae CBS 493.94; 1,5 x 108 ufc/kg) por kg de concentrado. La dieta CON consistió en un concentrado basado en trigo y cebada (32% de almidón en materia seca) y paja de cebada, ambos administrados ad libitum. Los días 0, 56 y 114 se tomaron muestras de líquido ruminal y sangre de cada ternera a las 2 horas tras la administración del concentrado mediante ruminocentesis y extracción en la base de la cola, respectivamente. El peso vivo, el consumo medio diario y el índice de transformación (ganancia/consumo) se registraron a los 28, 56, 84 y 114 días del ensayo. Los animales se sacrificaron en un matadero comercial y se determinó el peso de la canal caliente, el rendimiento de la canal y su clasificación en dos terneras por corral (12 animales por tratamiento). También se llevó a cabo un estudio in vitro para analizar la fermentación ruminal de las tres dietas experimentales. Para ello, se inocularon los cultivos con líquido ruminal procedente de terneras alimentadas con la dieta CON y se incubaron durante 17 horas a 39ºC, determinándose posteriormente los principales parámetros de la fermentación ruminal. La suplementación con malato o YC no afectó (P>0,05) al consumo medio diario de concentrado, la ganancia media diaria o el índice de transformación a lo largo del ensayo. Tampoco hubo diferencias (P>0,05) entre tratamientos en el peso de la canal, su rendimiento y clasificación. No se detectaron diferencias entre tratamientos en el pH ruminal, las concentraciones ruminales de ácidos grasos volátiles, nitrógeno amoniacal y lactato, ni en las concentraciones plasmáticas de glucosa, nitrógeno ureico y lactato. En el estudio in vitro, no hubo diferencias entre tratamientos (P>0,05) para ninguno de los parámetros estudiados. En conclusión, bajo las condiciones de manejo y alimentación de este estudio, la suplementación con MAL o YC no tuvo ningún efecto significativo sobre los parámetros ruminales y sanguíneos, el rendimiento productivo ni la calidad de la canal. Finalmente, el objetivo del tercer experimento fue evaluar la interacción entre el tipo de cereal (maíz vs. trigo) y el nivel de energía de la dieta sobre la productividad, la calidad de la canal y la fermentación ruminal en terneras en cebo. Para ello se emplearon 144 terneras (218 ± 26 kg de peso vivo) que fueron alojadas en 24 corrales (seis animales cada uno) durante un periodo experimental de cebo de 168 días. La prueba tuvo un diseño factorial con cuatro tratamientos en función de la composición de los concentrados, que fueron formulados con dos niveles energéticos (1.452 vs. 1.700 kcal EN/kg) y dos cereales principales (maíz vs. trigo). Las terneras recibieron los concentrados experimentales y paja de cereal administrados ad libitum. El consumo de concentrado y el PV se registraron a los 42, 84, 126 y 168 días del ensayo. Los días 1, 84 y 168 del ensayo se obtuvo líquido ruminal de tres terneras por corral mediante ruminocentesis, así como una muestra de sangre. Tras el sacrificio, se registró en las mismas terneras el peso de la canal y su clasificación, y se calculó el rendimiento de la canal. También se llevó a cabo un estudio in vitro para analizar la fermentación ruminal de las cuatro dietas experimentales. Para ello, se inocularon los cultivos con líquido ruminal procedente de terneras alimentadas con la dieta CON y se incubaron durante 17 horas a 39ºC, determinándose posteriormente los principales parámetros de la fermentación ruminal. Las terneras que recibieron las dietas de mayor nivel energético tuvieron un menor consumo (6,97 vs. 7,29 kg/d; P=0,011), un índice de conversión inferior (5,15 vs. 5,66 kg/kg; P=0,002) que aquellas que recibieron los concentrados de baja energía, y tendieron a ser más pesadas (P=0,069) a lo largo del ensayo. No se observaron diferencias (P>0,05) debidas al nivel energético en el rendimiento y clasificación de la canal, en el pH ruminal, ni en las concentraciones de ácidos grasos volátiles y de nitrógeno amoniacal en el rumen. Por otro lado, la concentración total de ácidos grasos volátiles tendió (P=0,070) a ser mayor en las terneras alimentadas con las dietas basadas en maíz, que en las que recibían las dietas basadas en cebada. En el estudio in vitro, no hubo diferencias debido al tipo de cereal (P>0,05) para ninguno de los parámetros estudiados, mientras que las dietas de alta energía tuvieron una menor producción de gas y ácidos grasos volátiles, y un mayor pH que las dietas de baja energía. Por lo tanto, según los resultados de este ensayo, la administración de concentrados con niveles energéticos elevados redujo el consumo y el índice de conversión, pero tuvo efectos minoritarios sobre el rendimiento de la canal. Por otro lado, el tipo de cereal mayoritario en el concentrado no tuvo ningún efecto en la productividad o la fermentación ruminal, sin que se detectaran interacciones entre el tipo de cereal y el nivel energético. ----------ABSTRACT---------- The aim of this Thesis was to study the influence of nutritional strategies to control ruminal acidosis in feedlot cattle in an experimental context designed to resemble the predominant feeding practice in Spanish commercial feedlots. Therefore, three experiments were conducted, as summarized below. The first experiment was designed to evaluate the effects of malate inclusion in feedlot cattle diets provided either as free acid or disodium/calcium salt form on performance, carcass quality, ruminal parameters and blood metabolites. A total of 108 heifers (216 ± 30.3 kg of body weight), housed in 18 pens of six animals per pen were used in a 141 d feedlot study. Six pens were randomly assigned to each of the following experimental diets: CON: control (no additive); MA: CON plus 1.08 kg/t of malic acid (0.98 g of malate/g product); and MAL: CON plus 2 kg/t of disodium/calcium malate (0.53 g of malate/g product). Both additives provided 1.1 g of malate/kg of concentrate (as mixed). Concentrate dry matter intake (kg/pen) and individual animal body weights were determined every 28 d. At 0, 84 and 141 d, ruminal fluid was obtained by ruminocentesis and blood samples were collected via tail venipuncture from two heifers per pen (12 per treatment). At slaughter, individual carcass weights were measured and carcass yield was determined. An in vitro study was also conducted to analyze ruminal fermentation of the three experimental diets. Batch cultures were inoculated with ruminal fluid from CON heifers incubated for 17 h at 39ºC, and main fermentation parameters were determined (i.e., pH, volatile fatty acids and CH4 production, ammonia-N and lactate concentrations, and diet degradability). There were no differences among groups in body weight, concentrate dry matter intake or body weight gain at any time during the experiment. At slaughter, there were no differences in hot carcass weight and yield or carcass classification among groups. There were no effects of treatments on ruminal parameters (i.e., pH and concentrations of volatile fatty acids and lactate), with the exception of NH3-N concentrations, which were higher (P<0.05) for MAL compared with CON and MA groups at 84 d of sampling. Blood metabolites (i.e., glucose, urea-N, lactate) were unaffected by treatments. In the in vitro study, there were no differences among diets in any parameter measured. Under the conditions of this experiment, supplementation with MA or MAL had no effect on animal performance, ruminal parameters or blood metabolites, and results did not depend on whether malate was administered as the free acid or as the disodium-calcium salt. The second experiment was designed to study the effects of malate salts and Saccharomyces cerevisiae culture on growth performance, carcass quality, ruminal fermentation products, and blood metabolites in heifers. A total of 108 Charolaise cross heifers (214 ± 27.3 kg of body weight) were housed in 18 pens of six animals each and used in a 114-day feedlot study. Six pens were randomly assigned to each of the following experimental diets: control (not supplemented; CON); the control plus 4 g of disodium/calcium malate mixture (MAL) per kg of concentrate, providing 2.12 g of malate per kg of concentrate; and the control plus 0.15 g of Saccharomyces cerevisiae CBS 493.94 (YC) per kg of concentrate, providing 1.5 x 108 cfu per kg of concentrate. The control diet consisted on wheat-barley based concentrate (32% starch, dry matter basis) and barley straw fed ad libitum. On days 0, 56 and 114, ruminal fluid and blood samples were obtained from each heifer 2 h after feeding by ruminocentesis and tail venipuncture, respectively. Body weight, average daily feed intake and gain to feed ratio were recorded at 28, 56, 84 and 114 days. At slaughter, hot carcass weight and yield and carcass classification were determined in two heifers per pen (12 animals per dietary treatment). An in vitro study was also conducted to analyze ruminal fermentation of the three experimental diets. Batch cultures were inoculated with ruminal fluid from CON heifers incubated for 17 h at 39ºC, and main fermentation parameters were determined. Supplementation with malate salts or YC did not affect concentrate average daily feed intake, average daily gain or gain to feed ration at any time during the experiment. At slaughter, there were no differences in carcass weight, classification and yield among experimental groups. There were no differences among experimental groups on ruminal pH, concentrations of volatile fatty acids, urea-N and lactate, and plasma concentrations of glucose, urea-N and lactate. In the in vitro study, there were no differences among diets in any parameter measured. In conclusion, under the feeding and management conditions of this study, diet supplementation with malate salts or YC did not have any significant effects on ruminal parameters, blood metabolites, animal performance or carcass quality. Finally, the objective of the third experiment was to assess the interaction of cereal type (corn vs. wheat) and energy level of the diet on growth performance, carcass quality and ruminal fermentation characteristics of beef cattle. A total of 144 beef heifers (218 ± 26.4 kg body weight) were housed in 24 pens (six animals each) and were used in a 168-day feedlot study. Four concentrates were formulated according to a 2x2 factorial arrangement of treatments with two energy levels (1,452 vs. 1,700 kcal of net energy/kg) and two main cereals (corn vs. wheat). Concentrate and straw were offered ad libitum. Concentrate intake and body weight were recorded on days 42, 84, 126 and 168. Ruminal fluid was obtained by ruminocentesis from three heifers per pen on days 1, 84 and 168; and carcass weight, classification and yield, were determined in the same animals after slaughter. An in vitro study was also conducted to analyze ruminal fermentation of the four experimental diets. Batch cultures were inoculated with ruminal fluid from CON heifers incubated for 17 h at 39ºC, and main fermentation parameters were determined. Heifers fed high-energy diets had lower intake (6.97 vs. 7.29 kg fresh matter/d; P=0.011), and lower feed to gain ratio (5.15 vs. 5.66 kg/kg; P=0.002) than those fed the low energy concentrates, and tended (P=0.069) to be heavier along the time. Neither carcass yield and classification, nor ruminal pH, volatile fatty acids nor NH3-N concentrations were affected (P>0.05) by energy level. Total volatile fatty acids concentration tended (P=0.070) to be greater in heifers fed corn-based than wheat-based concentrates. No energy level x cereal type interactions were observed. There were no differences due to cereal type in any of the variables determined in vitro incubations, while the fermentation of high-energy concentrates resulted in lower gas and total volatile fatty acid production, and in greater pH, than the low-energy concentrates. These results indicate that high energy concentrates decreased feed intake and feed conversion but had minor effects on carcass performance. Cereal type had no effects on performance and ruminal fermentation and no interactions between cereal type and energy were detected.