Effects of 3-nitrooxypropanol on methane emission,digestion, and energy and nitrogen balance of lactating dairy cows

The objective was to measure effects of 3-nitrooxypropanol (3NP) on methane production of lactating dairy cows and any associated changes in digestion and energy and nitrogen metabolism. Six Holstein-Friesian dairy cows in mid-lactation were fed twice daily a total mixed ration with maize silage as the primary forage source. Cows received 1 of 3 treatments using an experimental design based on two 3 × 3 Latin squares with 5-wk periods. Treatments were a control placebo or 500 or 2,500 mg/d of 3NP delivered directly into the rumen, via the rumen fistula, in equal doses before each feeding. Measurements of methane production and energy and nitrogen balance were obtained during wk 5 of each period using respiration calorimeters and digestion trials. Measurements of rumen pH (48 h) and postprandial volatile fatty acid and ammonia concentrations were made at the end of wk 4. Daily methane production was reduced by 3NP, but the effects were not dose dependent (reductions of 6.6 and 9.8% for 500 and 2,500 mg/d, respectively). Dosing 3NP had a transitory inhibitory effect on methane production, which may have been due to the product leaving the rumen in liquid outflow or through absorption or metabolism. Changes in rumen concentrations of volatile fatty acids indicated that the pattern of rumen fermentation was affected by both doses of the product, with a decrease in acetate:propionate ratio observed, but that acetate production was inhibited by the higher dose. Dry matter, organic matter, acid detergent fiber, N, and energy digestibility were reduced at the higher dose of the product. The decrease in digestible energy supply was not completely countered by the decrease in methane excretion such that metabolizable energy supply, metabolizable energy concentration of the diet, and net energy balance (milk plus tissue energy) were reduced by the highest dose of 3NP. Similarly, the decrease in nitrogen digestibility at the higher dose of the product was associated with a decrease in body nitrogen balance that was not observed for the lower dose. Milk yield and milk fat concentration and fatty acid composition were not affected but milk protein concentration was greater for the higher dose of 3NP. Twice-daily rumen dosing of 3NP reduced methane production by lactating dairy cows, but the dose of 2,500 mg/d reduced rumen acetate concentration, diet digestibility, and energy supply. Further research is warranted to determine the optimal dose and delivery method of the product. Key words: 3-nitrooxypropanol, methane, digestion, rumen, dairy cow

The surface urban energy and water balance scheme (SUEWS): evaluation in Los Angeles and Vancouver

An urban energy and water balance model is presented which uses a small number of commonly measured meteorological variables and information about the surface cover. Rates of evaporation-interception for a single layer with multiple surface types (paved, buildings, coniferous trees and/or shrubs, deciduous trees and/or shrubs, irrigated grass, non-irrigated grass and water) are calculated. Below each surface type, except water, there is a single soil layer. At each time step the moisture state of each surface is calculated. Horizontal water movements at the surface and in the soil are incorporated. Particular attention is given to the surface conductance used to model evaporation and its parameters. The model is tested against direct flux measurements carried out over a number of years in Vancouver, Canada and Los Angeles, USA. At all measurement sites the model is able to simulate the net all-wave radiation and turbulent sensible and latent heat well (RMSE = 25–47 W m−2, 30–64 and 20–56 W m−2, respectively). The model reproduces the diurnal cycle of the turbulent fluxes but typically underestimates latent heat flux and overestimates sensible heat flux in the day time. The model tracks measured surface wetness and simulates the variations in soil moisture content. It is able to respond correctly to short-term events as well as annual changes. The largest uncertainty relates to the determination of surface conductance. The model has the potential be used for multiple applications; for example, to predict effects of regulation on urban water use, landscaping and planning scenarios, or to assess climate mitigation strategies.

Development of the Surface Urban Energy and Water balance Scheme (SUEWS) for cold climate cities

The Surface Urban Energy and Water Balance Scheme (SUEWS) is developed to include snow. The processes addressed include accumulation of snow on the different urban surface types: snow albedo and density aging, snow melting and re-freezing of meltwater. Individual model parameters are assessed and independently evaluated using long-term observations in the two cold climate cities of Helsinki and Montreal. Eddy covariance sensible and latent heat fluxes and snow depth observations are available for two sites in Montreal and one in Helsinki. Surface runoff from two catchments (24 and 45 ha) in Helsinki and snow properties (albedo and density) from two sites in Montreal are also analysed. As multiple observation sites with different land-cover characteristics are available in both cities, model development is conducted independent of evaluation. The developed model simulates snowmelt related runoff well (within 19% and 3% for the two catchments in Helsinki when there is snow on the ground), with the springtime peak estimated correctly. However, the observed runoff peaks tend to be smoother than the simulated ones, likely due to the water holding capacity of the catchments and the missing time lag between the catchment and the observation point in the model. For all three sites the model simulates the timing of the snow accumulation and melt events well, but underestimates the total snow depth by 18–20% in Helsinki and 29–33% in Montreal. The model is able to reproduce the diurnal pattern of net radiation and turbulent fluxes of sensible and latent heat during cold snow, melting snow and snow-free periods. The largest model uncertainties are related to the timing of the melting period and the parameterization of the snowmelt. The results show that the enhanced model can simulate correctly the exchange of energy and water in cold climate cities at sites with varying surface cover.

Surface Urban Energy and Water Balance Scheme (SUEWS): development and evaluation at two UK sites

The Surface Urban Energy and Water Balance Scheme (SUEWS) is evaluated at two locations in the UK: a dense urban site in the centre of London and a residential suburban site in Swindon. Eddy covariance observations of the turbulent fluxes are used to assess model performance over a twoyear period (2011-2013). The distinct characteristics of the sites mean their surface energy exchanges differ considerably. The model suggests the largest differences can be attributed to surface cover (notably the proportion of vegetated versus impervious area) and the additional energy supplied by human activities. SUEWS performs better in summer than winter, and better at the suburban site than the dense urban site. One reason for this is the bias towards suburban summer field campaigns in observational data used to parameterise this (and other) model(s). The suitability of model parameters (such as albedo, energy use and water use) for the UK sites is considered and, where appropriate, alternative values are suggested. An alternative parameterisation for the surface conductance is implemented, which permits greater soil moisture deficits before evaporation is restricted at non-irrigated sites. Accounting for seasonal variation in the estimation of storage heat flux is necessary to obtain realistic wintertime fluxes.

The energy and water balance of a Eucalyptus plantation in southeast Brazil

The eddy covariance method was used to measure energy and water balance of a plantation of Eucalyptus (grandis x urophylla) hybrids over a 2 year period. The average daily evaporation rates were 5.4 (+/- 2.0) mm day(-1) in summer, but fell to 1.2 (+/- 0.3) mm day(-1) in winter. In contrast, the sensible heat flux was relatively low in summer but dominated the energy balance in winter. Evaporation accounted for 80% and 26% of the available energy, in summer and winter respectively. The annual evaporation was 82% (1124 mm) and 96% (1235 mm) of the annual rainfall recorded during the first and second year, respectively. Daily average canopy and aerodynamic conductance to water vapour were in the summer 51.9 (+/- 38.4) mm s(-1) 84.1 (+/- 25.6) mm s(-1), respectively; and in the winter 6.0 (+/- 10.5) mm s(-1) and 111.6 (+/- 24.6) mm s(-1), respectively. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Digestibility and nitrogen balance of lambs fed sugarcane hydrolyzed under different conditions as roughage in the diet

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A point energy and mass balance model of a snow cover /

Mode of access: Internet.

Intake, digestibility, and nitrogen balance of rations containing different levels of murumuru meal in sheep diets.

A pesquisa objetivou estudar o potencial de utilização da torta de murumuru (Astrocaryum murumuru var. murumuru, M art.) (TM) em dietas de ovinos, em substituição à gramínea Mombaça (Panicum maximum Jacq) com teores crescentes. Realizou-se ensaio metabólico, com 20 ovinos machos, castrados, na Embrapa Amazônia Oriental, Belém, Pará, durante 26 dias. O delineamento foi inteiramente casualizado, em cinco dietas e quatros repetições. TM0: 100% de gramínea; TM10: 10% de TM e 90% de gramínea; TM20: 20% de TM e 80% de gramínea; TM40: 40% de TM e 60% de gramínea e TM60: 60% de TM e 40% de gramínea. Foram avaliados o consumo e o coeciente de digestibilidade aparente da matéria seca (CMS e CDMS), matéria orgânica (CMO e CDMO), proteína bruta (CPB e CDPB), bra em detergente neutro (CFDN e CDFDN), bra em detergente ácido (CFDA e CDFDA), extrato etéreo (CEE e CDEE), celulose (CCEL e CDCEL), hemicelulose (CHEM e CDHEM) e balanço de nitrogênio (BN) das dietas experimentais. O CMS, CMO, CMM, CPB, CFDN e CFDA apresentaram efeito linear decrescente em função dos teores de substituição da gramínea Mombaça por TM na dieta. O CEE e o CLIG apresentaram efeitos quadráticos em função dos teores de substituição da TM na dieta. O CDMS, CDMO e CDHEM tiveram efeitos lineares crescentes, entre TM0 e TM60. O CDEE, CDFDN, CDFDA e CDCEL apresentaram efeito quadrático, com teores de substituição ótimos de 56,65%, 41%, 31,33% e 27,46%, respectivamente. O balanço de nitrogênio apresentou efeito linear negativo no intervalo de inclusão de 0% a 60% de torta. Conclui-se que a torta de murumuru constitui alternativa para a suplementação alimentar de ruminantes, em substituição à gramínea Mombaça, pois proporciona aumento na digestibilidade dos nutrientes por ovinos. Entretanto, deve-se respeitar um limite de inclusão, considerando-se que a partir de 27,46%, 31,33%, 41% e 56,65% de substituição ocorrem decréscimos, respectivamente da CDCEL, CDFDA, CDFDN e CDEE, embora não ocorra valor negativo para o balanço de nitrogênio.

Nutrients balances and milk fatty acid profile of mid lactation dairy cows supplemented with monensin

The aim of this study was to evaluate the nutrients balance and milk fatty acids profile of dairy cows supplemented with monensin. Twelve Brazilian Holstein dairy cows were distributed into four balanced 3x3 Latin squares, and fed with the following diets: control (C), basal diet without addition of monensin, monensin 24 (M24), addition of 24mg/kg DM of monensin, and monensin 48 (M48), addition of 48mg/kg DM. The experimental diets influenced the efficiency of net energy of lactation utilization. A quadratic effect was observed for the energy balance. It was observed effect of diets on nitrogen balance. It was observed effect of monensin in the milk yield, composition and in the milk fatty acids profile. Monensin in diets of dairy cows in mid lactation, using corn silage, improved the nutrients balance and milk fatty acid profile with 24mg/kg DM.

Enzima fibrolítica exógena na alimentação de vacas em lactação

Objetivou-se avaliar a utilização de doses crescentes de enzima fibrolítica exógena na alimentação de vacas leiteiras e seus efeitos sobre o consumo e digestibilidade aparente total da matéria seca e nutrientes, cinética ruminal, fermentação e síntese de proteína microbiana ruminal, produção e composição do leite, perfil metabólico e balanço de energia e nitrogênio. Foram utilizadas 24 vacas da raça Holandesa, multíparas, em delineamento Quadrado Latino 4x4, com 646,75 ± 77,54 kg de peso corporal, 3,02 ± 0,56 de escore de condição corporal, com 176 ± 82,27 dias em lactação e produção de leite de 33,72 ± 7,63 kg/dia, no início do estudo. Os animais foram distribuídos aleatoriamente para receber os seguintes tratamentos: 1) Controle (0), composta por dieta basal sem a inclusão de enzima fibrolítica; 2) com inclusão de 8 g/vaca/dia de enzima fibrolítica; 3) com inclusão de 16 g/vaca/dia da enzima fibrolítica; 4) com inclusão de 24 g/vaca/dia da enzima fibrolítica (Fibrozyme® - Alltech Inc., Nicholasville, KY). A utilização de enzima fibrolítica nas dietas resultou em aumento linear no consumo de matéria seca, matéria orgânica e da fibra em detergente neutro. Foi detectado aumento linear no consumo de partículas longas com a suplementação de enzima. Houve efeito quadrático na ruminação e na atividade mastigatória. O aumento no consumo de matéria seca refletiu no aumento linear de consumo de energia líquida e no balanço de energia líquida. Houve efeito quadrático na concentração de N-NH3 ruminal e aumento linear na quantidade de ácido acético, propiônico e butírico com o aumento da dose de enzima suplementada. Houve efeito quadrático na síntese de proteína microbiana com a inclusão de enzima fibrolítica. Não foram observadas diferenças na produção de leite e na produção de seus componentes, entretanto houve aumento linear no ganho de peso corporal com utilização de enzima fibrolítica. Houve efeito quadrático positivo na excreção via urina e efeito quadrático negativo no balanço de nitrogênio mostrando maior retenção de nitrogênio com a suplementação intermediária de enzimas fibrolíticas. Conclui-se que a enzima fibrolítica exógena é efetiva em aumentar o consumo de matéria seca e FDN e também melhorar a eficiência fermentativa de vacas leiteiras melhorando o balanço energético, entretanto não foi efetiva em aumentar a produção de leite de vacas da raça holandesa no terço médio da lactação

Efeito da suplementação prolongada de grão de soja cru e integral no pré-parto sobre o desempenho produtivo, qualidade oocitária e embrionária, e função imune de vacas leiteiras

Objetivou-se avaliar o efeito da suplementação prolongada de grão de soja cru e integral (GSI) como fonte de ácido graxo Ω6 sobre o desempenho produtivo, perfil metabólico, qualidade oocitária e embrionária e função imune de vacas leiteiras no período de transição e início de lactação. Foram selecionadas 44 vacas da raça Holandesa, multíparas e gestantes, com parto previsto para 90 dias após o início da avaliação e fornecimento das dietas experimentais, porém em razão da ocorrência de enfermidades metabólicas ou infecciosas (3 abortos; 3 deslocamentos de abomaso; 3 enfermidades podais; 4 distocias) 13 animais foram retirados do experimento. As vacas foram distribuídas aleatoriamente em quatro grupos experimentais diferindo entre eles o início do fornecimento de grão de soja cru e integral (GSI) durante o pré-parto. A dieta era baseada na inclusão de 12% de GSI %MS, com aproximadamente 5,1% de extrato etéreo (EE) o início de seu fornecimento foi conforme descrito a seguir: Grupo 0: Animais não receberam dieta contendo GSI no pré-parto; Grupo 30: Início do fornecimento de dieta com GSI nos 30 dias finais da gestação; Grupo 60: Início do fornecimento de dieta com GSI nos 60 dias finais da gestação; Grupo 90: Início do fornecimento de dieta com GSI nos 90 dias finais da gestação. Após o parto, todas as vacas receberam dieta única com 5,1% de EE, baseada na inclusão de 12% de GSI %MS até 90 dias de lactação. Os animais foram arraçoados de acordo com o consumo de matéria seca no dia anterior, de forma a ser mantido porcentual de sobras das dietas, diariamente, entre 5 e 10%. As amostras dos alimentos e sobras foram coletadas diariamente e armazenadas a -20ºC. Semanalmente as amostras coletadas diariamente foram misturadas e foi retirada uma amostra composta referente a um período de uma semana, a fim de mensurar o consumo de matéria seca e nutrientes. Amostras de fezes foram coletadas nos dias -56, -21, 21, 56 e 84 dias em relação ao parto, com o propósito de mensurar a digestibilidade da matéria seca e nutrientes. A produção de leite foi mensurada diariamente e para a composição dos teores de gordura, proteína, lactose e perfil de ácidos graxos amostras foram coletadas semanalmente. As amostras de sangue para análise dos metabólitos sanguíneos foram coletadas semanalmente. Amostras de sangue para mensurar a atividade do sistema imune foram coletadas na semanas -8, -4, -2, -1 em relação ao parto, parto, +1, +2, +4 e +8 semanas no período pós-parto. Nos dias 21, 42, 63 e 84 do período pós-parto foram realizadas aspirações foliculares, com posterior fertilização in vitro dos oócitos. Todas as variáveis mensuradas foram analisadas pelo procedimento PROC MIXED do SAS 9.4 através de regressão polinomial, utilizando efeito fixo de tratamento, semana, interação tratamento*semana e efeito de animal dentro de tratamento como aleatório. Utilizou nível de 5% de significância. Foi observado efeito (P<0,05) linear crescente para CEE no pré-parto. Não foi observado diferenças no CMS e nutrientes no pós-parto. Não houve alteração da digestibilidade nos períodos pré e pós-parto. Não houve alteração no balanço de energia e nitrogênio nos periodos pré e pós-parto. Não foi observado diferença na produção, composição e teor dos componentes totais do leite. No perfil de ácidos graxos do leite houve efeito (P<0,05) linear descrescente para as concentrações de C16:1cis, C18:1 cis, total de C:18 insaturado, total de AG monoinsaturados, insaturados e a relação do total de AGS:AGI. Foi observado efeito linear (P<0,05) crescente para o total de AG aturado e efeito (P<0,05) quadrático para C18:2, CLAcis9-trans11, e total de AGPI. Foi observado efeito linear crescente (P<0,05) para colesterol total, LDL no préparto e linear decrescente (P<0,05) para GGT nos períodos pré e pós-parto. Foi observado efeito quadrático (P<0,05) para HDL no pré-parto e AST no pós-parto. Em relação a atividade do sistema imune foi observado efeito linear (P<0,05) crescente para o percentual de CD3+ ativos no pós-parto, para o percentual de monócitos que produziram espécie reativa de oxigênio (ERO) no pós-parto quando foram estimulados por S.aureus e E.coli e para a intensidade de imunofluorescência de ERO para ganulócitos no pós-parto quando estimulados por S.aureus. Foi observado efeito (P<0,05) quadrático para o percentual de granulócitos, mononucleares, CD8+ ativos no pós-parto e para o percentual de granulócitos que produziram ERO no pós-parto quando estimulados por E.coli. A suplementação prolongada com GSI no pré-parto melhora a atividade do sistema imune, não melhora a qualidade oocitária e embrionária bem como não influencia negativamente os parametros produtivos de vacas leiteiras no período de transição e início de lactação

The Effect of Urea and Sulphur Level in Mixing of Cassava Waste Fermented and Soybean Cake waste on Nitrogen Balance and Digestibility of Energy of Local Male Sheep

Cassava waste and soybean cake waste are by - product from home industry  that  have been used as animal feed. It contain high crude fibber, there fore it must be processed or added with another nutrients before feeding to animal to get a good performance. A research have been  conducted in Experimental Farm and Laboratory Animal of  Feed and Nutrition, Animal Science Faculty, Jenderal Soedirman University, Purwokerto at October- Nopember 2001. The purpose of  the research is to find the effect of urea and sulfur  level in mixing of cassava waste fermented and soybean cake waste on nitrogen balance and digestibility of energy of local male sheep. Eighteen local male sheep were  divided into 3 group based of the body weight. There are I = 18.55±1.27 kg, II = 15.79±0.67 kg and  III = 13.41±1.33 kg. Two level of urea (2% and 3%) and three level of sulfur (0 %, 0.15 % and 0.30%) dry matter concentrate used as  treatments, there fore factorial   design 2x3 with Randomized Block Design used this experiment All of treatment received same diet consist land grass and concentrates with 70:30 dry matter ratio. Concentrates consists  cassava waste fermented  and soybean cake waste with 77.50:22.50 dry matter ratio.  Dry matter intake was 4 % body weight. Observed variables were nitrogen balance and digestibility of energy by using total collection. Variance analysis was used for knowing the effect treatment on the variable observed. The result of the research shown that level of urea and sulfur are not significant interaction on the nitrogen balance and digestibility of energy.  However  level urea and sulfur  itself are significant on nitrogen balance linearly. Level urea also had significant effect on the energy digestion.  Balance nitrogen of all treatment is positive. Level of urea 3 % and sulfur 0.30% gave a good balance nitrogen and energy digestion.  It can be concluded that addition of urea and sulfur in diet containing fermentable  carbohydrates can increase balance nitrogen (N retention) and energy digestion. (Animal Production 3(2): 91-97 (2001)Key Words: Balance nitrogen, energy digestion, cassava waste and soybean cake waste