RU2780832C1 - Способ снижения концентрации метана в рубце жвачных животных - Google Patents

Способ снижения концентрации метана в рубце жвачных животных Download PDF

Info

Publication number
RU2780832C1
RU2780832C1 RU2022106708A RU2022106708A RU2780832C1 RU 2780832 C1 RU2780832 C1 RU 2780832C1 RU 2022106708 A RU2022106708 A RU 2022106708A RU 2022106708 A RU2022106708 A RU 2022106708A RU 2780832 C1 RU2780832 C1 RU 2780832C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
rumen
concentration
ruminants
dosage
Prior art date
Application number
RU2022106708A
Other languages
English (en)
Inventor
Баер Серекпаевич Нуржанов
Виталий Александрович Рязанов
Елена Владимировна Шейда
Галимжан Калиханович Дускаев
Шамиль Гафиуллович Рахматуллин
Original Assignee
Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" filed Critical Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук"
Application granted granted Critical
Publication of RU2780832C1 publication Critical patent/RU2780832C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для снижения концентрации метана в рубце жвачных. Способ снижения концентрации метана в рубце жвачных животных включает введение травы полыни в дозировке 10,0 г на 1 кг сухого вещества рациона, а также корневищ и корней девясила в дозировке 6,0 г на 1 кг сухого вещества рациона. Изобретение обеспечивает снижение выработки метана в рубце жвачных животных за счет использования лекарственных растений. 1 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для снижения концентрации метана в рубце жвачных.
Проблема глобального потепления требует незамедлительного разрешения и существенную роль в данной проблеме отводят вопросам снижения выбросам метана в атмосферу. Установлено, что отрасль животноводства составляет примерно 25 % в общемировом антропогенном выбросе метана и уменьшение производства метана в рубцах жвачных будет в значительной степени способствовать уменьшению атмосферного метана [1]. Помимо сокращения глобального потепления, сокращение производства метана в рубцах также уменьшит потери энергии [2]. До сих пор были разработаны различные стратегии для уменьшения выделения метана из рубца, такие как вакцинация, ингибирование 2-бромэтансульфоновой кислотой, антибиотиками, стимуляция, дефаунизация, адаптация к диете, предшественники пропионата или альтернативные акцепторы электронов [3].
Авторами доказано, что сапонины ингибируют простейших, а также ограничивают доступность водорода для метаногенеза [4]. В недавнем исследовании Holtshausen и соавт. заявили, что выявили снижение содержания метана при более высоких уровнях включения растительных препаратов, содержащих сапонин (15 г/кг сухого вещества и более) [5].
О способности растительных веществ смещать соотношение ацетата к бутирату описывается в работе [6] аналогичные результаты подтверждаются в исследовании [7] в которых указывается о способности фитонутриентов и фитобиотиков смещать ферментацию в сторону образования пропионата и бутирата с ингибированием метаногенеза.
Известен способ повышения рубцового пищеварения у жвачных животных крупного рогатого скота характеризующийся тем, что в их рацион вводят сухую композицию молекул фитобиотиков в дозировке 4,2 мг/кг сухого вещества (СВ) рациона [8]. Отличие данного изобретения в том, что оно обеспечивает лишь повышение интенсивности процессов целлюлозолитической и амилолитической активности, за счет увеличения численности данного вида микроорганизмов, участвующих в перевариваемости кормов.
Задачей нашего изобретения являлось снижение выработки метана в рубце жвачных животных с использованием лекарственных растений, a так же провести оценку их влияния на метаболические процессы в рубце и метаногенез.
Технический результат достигается тем, что при проведении исследований in vitro c помощью установки - инкубатора «ANKOM DaisyII» (модификации D200 и D200I) в него вводили Inulae rhizomata et radices (девясила корневища и корни) в дозировке 3,0, 1,0 и 6,0 г/кг СВ; Artemisiae absinthil herba (полыни горькая трава) в дозировке 5,0, 2,0 и 10,0 г/кг СВ, способствующие снижению выработку метана в рубцовой жидкости. После инкубирования производили отбор проб воздуха для определения уровня метана на приборе «Кристаллюкс-2000М» методом газовой хроматографии.
Inulae rhizomata et radices содержат сапонины, эфирное масло (до 3 %), инулин (до 44 %) и незначительное количество алкалоидов. Обладает антисептическим, противовоспалительным, отхаркивающим, мочегонным, антгельминтным и кровоостанавливающим действием.
Artemisiae absinthil herba содержит эфирное масло (до 0,5 %), в его состав входят кислородные производные бициклических терпенов, туйиловый алкоголь-туйол, эфира туйола, эфиры туйола с уксусной, изовалериановой, пальметиновой кислотами; из моноциклических терпенов присутствует фелландрен, а из бициклических сесквитерпенов - каденен. Полынь горькая содержит также гликозид абсинтин, каротин, аскорбиновую кислоту, флавоноиды. Классическое горько-пряное желудочное средство, возбуждающее аппетит, усиливающее и стимулирующее деятельность пищеварительных органов.
Лабораторные исследования проводили в Испытательном центре ЦКП ФНЦ БСТ РАН с целью анализа уровня летучих жирных кислот (ЛЖК) в содержимом рубца определяли методом газовой хроматографии на хроматографе газовом «Кристаллюкс-4000М», определение форм азота по ГОСТ 26180-84.
В рубцовой жидкости конечным продуктом сбраживания углеводов являются ЛЖК. При высокой интенсивности бродильных процессов в рубце больший процент поступающих углеводов подвергается расщеплению, что приводит к количественному увеличению микробиоты рубца и следовательно повышению концентрации ЛЖК.
В ходе исследований in vitro установлено, что уровень ЛЖК в образцах при введении различных дозировок фитобиотических препаратов был различным (таблица 1).
Корневища и корни девясила во всех изучаемых дозировках, а также трава полыни в дозировке 2,0 г и 5,0 г показали одинаковый уровень уксусной кислоты в рубцовой жидкости. Концентрация уксусной кислоты в образце с присутствием травы полыни в дозировке 10 г/кг СВ была значительно выше чем в других образцах на 79,2 % (р≤0,05), также следует отметить, что в данной группе концентрация всех обнаруженных ЛЖК была выше чем в других образцах. Одинаковый уровень пропионовой кислоты был зафиксирован в образцах 2, 3, 4 и 5, выше на 56,7 % ее концентрация была в 1 образце и на 18,8 % в 6 образце. Низкая концентрация масляной кислоты была показана в образцах, содержащих девясил 6,0 г и полынь 5,0 г и 2,0 г, в присутствии полыни в дозировке 10,0 г уровень данной кислоты повышался на 90,5 % (р≤0,01).
Ниже на 64,6 % относительно 6 образца отмечена концентрация ЛЖК в рубцовой жидкости при исследовании 1 образца. Наименьший уровень ЛЖК зафиксировали в образце с травой полыни в дозировке 5,0 г, уровень валерьяновой и капроновой кислот в данной группе был минимальным и составил 9 и 8 ммоль/л.
Содержание азотистых компонентов рубцовой жидкости (РЖ) является одним из показателей степени усвояемости азота корма, а также общей направленности процессов рубцового пищеварения. Самая высокая концентрация общего азота в рубцовой жидкости была отмечена в 4 образце, а самая низкая в 1 и 2 образцах. Трава полыни показала большее содержание общего, небелкового и аммиачного азота в РЖ, чем корневища и корни девясила, причем не зависимо от концентрации (фигура 1).
Между концентрацией общего и белкового азота выявлена прямая взаимосвязь. Белковый азот был примерно на одном уровне в 1, 3, 5 и 6 образцах, в 4 образце он повышался на 45,1-47,7 %, во 2 образце на 15,7-19,7 %.
Трава полыни в дозировке 10,0 г на 1 кг СВ в большей степени снижали выработку метана, чем другие ее дозировки (р≤0,05), а именно при 2,0 г показала повышение уровня метана в РЖ на 36,5 % (р≤0,01), а при 5,0 г на 47,5 % (р≤0,01) (таблица 2).
Корневища и корни девясила в различных дозировках показали высокий уровень выработки метана, однако min и max вводимые дозировки данного фитобиотика показали снижение на 38,1-38,6 % метана в РЖ. Во всех группах отмечена прямая зависимость между уровнем СН4 и СО2.
Источники информации:
1. Lassey K.R. Livestock methane emission and its perspective in the global methane cycle // Aust J Exp Agr. 2008. 48. 114-118.
2. Johnson K.A., Johnson D.E. Methane emis-sions from cattle // J Anim Sci 1995. 73. 2483-2492.
3. Bodas R., López S., Fernández M., García-gonzález R., Rodríguez A.B., Wallace R.J., González J.S. In vitro screening of the potential of numerous plant species as antimethanogenic feed additives for ruminants // Anim Feed Sci Technol. 2008. 145. 245-258.
4. Guo Y.Q., Liu J.X., Lu Y., Zhu W.Y., Denman S.E., McSweeney C.S. Effect of tea saponin on methanogenesis, microbial community structure and expression of mcrA gene, in cultures of rumen micro-organisms // Letters in Applied Microbiology. 2008. vol. 47, no. 5, pp. 421-426.
5. Holtshausen L., Chaves A.V., Beauchemin K.A. et al. Feeding saponin-containing Yucca schidigera and Quillaja saponaria to decrease enteric methane production in dairy cows» // Journal of Dairy Science. 2009. vol. 92, no. 6, pp. 2809-2821.
6. Hashemzadeh-Cigari F., Khorvash M., Ghorbani G.R., Kadivar M., Riasi A., Zebeli Q. Effects of supplementation with a phytobiotics-rich herbal mixture on performance, udder health, and metabolic status of Holstein cows with various levels of milk somatic cell counts // J Dairy Sci. 2014. 97(12) P. 7487-97. Doi: 10.3168/jds.2014-7989.
7. Oh J., Wall E.H., Bravo D.M., Hristov A.N. Host-mediated effects of phytonutrients in ruminants: A review // J Dairy Sci. 2017. 100(7) P. 5974-5983. Doi: 10.3168/jds.2016-12341.
8. Патент РФ на изобретение №2735230 Способ повышения рубцового пищеварения у жвачных животных крупного рогатого скота / Атландерова К.Н., Макаева А.М., Сизова Е.А., Мирошников С.А., Дускаев Г.К., Курилкина М.Я.; опубл. 29.10.2020 Бюл. № 31. 9 с.
Таблица 1
№ образца Название Дозировка, г/кг СВ Концентрация летучих жирных кислот, ммоль/л
уксусная Пропионовая масляная валерьяновая капроновая
1 Inulae rhizomata et radices 3,0 16±0,02 30±0,01 29±0,04 21±0,06 11±0,002
2 1,0 16±0,04 13±0,02 26±0,06 12±0,004 8±0,002**
3 6,0 16±0,04 13±0,01 11±0,01* 9±0,004 29±0,06*
4 Artemisiae absinthil herba 5,0 16±0,12 13±0,02 11±0,01* 9±0,002 8±0,001**
5 2,0 16±0,06 13±0,01 11±0,02* 14±0,02 40±0,04*
6 10,0 77±0,04* 16±0,04 116±0,04** 63±0,02 30±0,02*
Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01; *** - Р≤0,001
Таблица 2
№ образца Название Дозировка, г/кг СВ Концентрация метана СН4 in vitro
СН4, мг/м3 Эквивалент СО2 е
1 Inulae rhizomata et radices 3 21500±10,26 537,5±4,36
2 1 13300±9,74* 332,5±5,12*
3 6 13200±9,16* 330±4,22*
4 Artemisiae absinthil herba 5 17900±10,54** 447,5±5,16**
5 2 14800±10,12** 370±4,26*
6 10 9400±8,58* 235±4,10*

Claims (1)

  1. Способ снижения концентрации метана в рубце жвачных животных, включающий введение травы полыни в дозировке 10,0 г на 1 кг сухого вещества рациона, корневищ и корней девясила в дозировке 6,0 г на 1 кг сухого вещества рациона, способствующий уменьшению количества доступного водорода для метаногенеза.
RU2022106708A 2022-03-15 Способ снижения концентрации метана в рубце жвачных животных RU2780832C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780832C1 true RU2780832C1 (ru) 2022-10-04

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804121C1 (ru) * 2023-04-19 2023-09-26 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" Кормовая добавка для животных

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457851C2 (ru) * 2008-01-09 2012-08-10 Экским С.А. Средство для улучшения ферментации в рубце жвачных животных
RU2591451C2 (ru) * 2011-05-26 2016-07-20 ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. Применение кормовой композиции для снижения выделения метана и/или для улучшения показателей продуктивности и состояния жвачных животных
RU2735230C1 (ru) * 2019-08-13 2020-10-29 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" Способ повышения рубцового пищеварения у жвачных животных крупного рогатого скота
US20220061356A1 (en) * 2018-12-14 2022-03-03 ProAgni Pty Ltd Animal feed composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457851C2 (ru) * 2008-01-09 2012-08-10 Экским С.А. Средство для улучшения ферментации в рубце жвачных животных
RU2591451C2 (ru) * 2011-05-26 2016-07-20 ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. Применение кормовой композиции для снижения выделения метана и/или для улучшения показателей продуктивности и состояния жвачных животных
US20220061356A1 (en) * 2018-12-14 2022-03-03 ProAgni Pty Ltd Animal feed composition
RU2735230C1 (ru) * 2019-08-13 2020-10-29 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" Способ повышения рубцового пищеварения у жвачных животных крупного рогатого скота

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804121C1 (ru) * 2023-04-19 2023-09-26 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" Кормовая добавка для животных
RU2804123C1 (ru) * 2023-04-19 2023-09-26 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" Кормовая добавка для крупного рогатого скота, улучшающая деструкцию структурных углеводов в рубце

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moate et al. Grape marc reduces methane emissions when fed to dairy cows
Morsy et al. Mustard and cumin seeds improve feed utilisation, milk production and milk fatty acids of Damascus goats
Hart et al. Plant extracts to manipulate rumen fermentation
Busquet et al. Screening for effects of plant extracts and active compounds of plants on dairy cattle rumen microbial fermentation in a continuous culture system
Wang et al. Effects of Yucca schidigera extract on fermentation and degradation of steroidal saponins in the rumen simulation technique (RUSITEC)
Holtshausen et al. Feeding saponin-containing Yucca schidigera and Quillaja saponaria to decrease enteric methane production in dairy cows
Medjekal et al. Evaluation of three medicinal plants for methane production potential, fiber digestion and rumen fermentation in vitro
JP2003520038A5 (ru)
Dong et al. Effects of phytogenic products on in vitro rumen fermentation and methane emission in goats.
Chanu et al. Reducing ruminal ammonia production with improvement in feed utilization efficiency and performance of Murrah buffalo (Bubalus bubalis) through dietary supplementation of plant-based feed additive blend
Szumacher-Strabel et al. Dietary possibilities to mitigate rumen methane and ammonia production
Alvarez-Hess et al. Effect of combining wheat grain with nitrate, fat or 3-nitrooxypropanol on in vitro methane production
Sato et al. In vitro and in vivo evaluations of wine lees as feeds for ruminants: Effects on ruminal fermentation characteristics, nutrient digestibility, blood metabolites and antioxidant status
Fahim et al. Fennel and ginger improved nutrient digestibility and milk yield and quality in early lactating Egyptian buffaloes
Shilwant et al. Ruminal fermentation and methane production in vitro, milk production, nutrient utilization, blood profile, and immune responses of lactating goats fed polyphenolic and saponin-rich plant extracts
Ghoneem et al. Research article impact of incorporating Thymus vulgaris as leaves or essential oil in damascus goats ration on lactation performance
Wencelová et al. Effects of selected medicinal plants on rumen fermentation in a high-concentrate diet in vitro.
RU2780832C1 (ru) Способ снижения концентрации метана в рубце жвачных животных
Ren et al. Effects of tributyrin supplementation on in vitro culture fermentation and methanogenesis and in vivo dietary nitrogen, calcium and phosphorus losses in Small Tail ewes
Ju et al. Supplementation of complex natural feed additive containing (C. militaris, probiotics and red ginseng by-product) on rumen-fermentation, growth performance and carcass characteristics in Korean native steers
US12076361B2 (en) Compositions with agents for mitigating methanogenesis in animals and related methods
Rahchamani et al. Effect of supplementing sheep diet with Glycyrrhiza glabra and Urtica dioica powder on growth performance, rumen bacterial community and some blood biochemical constituents
Sallam et al. Investigation of potential new opportunities for plant extracts on rumen microbial fermentation in vitro
Refat et al. Effect of sainfoin hay and pomegranate peel extracts on in vitro fermentation and protein degradation using the RUSITEC technique
Bodas et al. Phytogenic additives to decrease in vitro ruminal methanogenesis