Methanogenesis and Synthesis of Volatile Fatty Acids in the Rumen of Cows and Their Changeability Under the Influence of Ensiled Plants Additives

Abstract

The aim of the research was determining the influence of select silages used in cow breeding on the production of methane and volatile fatty acids in the rumen digesta in the in vitro study. The rumen digesta for the experiment were obtained from 10 Polish Holstein-Frisian cows of black and white variety with a probe. The sampled digesta were then diluted in buffer solution and homogenized. To prepare fermentation samples, the digesta were placed in serum bottles with 1 g of supplementary substrates: I – corn silage, II – grass silage. The bottles were then flushed in CO2 and in vitro fermentation was performed at 39oC for 8 and 24 h. After the fermentation, the amount of fermentation gas was measured and the general concentration and profile of VFA were determined using a gas chromatograph (Agilent Technologies 7890A GC System). The research determined the influence of corn and grass silages on the production of methane in the cow rumen, the synthesis of VFA and the changeability of particular VFA fraction shares in the process of in vitro fermentation. The use of grass silage decreases methane production in the fermentation of rumen digesta. Corn silage used as a substrate in the fermentation of ruminal fluid increases propionate and butyrate production. The obtained results suggest that the use of grass silage reduces methane production in the rumen digesta of cows, but because of changes in the proportion of propionate and butyrate it is necessary to supplement the cow feed with grass silage as well.

Przeprowadzone badania miały na celu określenie wpływu wybranych kiszonek stosowanych w żywieniu krów na poziom produkcji metanu oraz lotnych kwasów tłuszczowych w treści żwacza w warunkach in vitro. Materiał do badań stanowiła treść żwacza pobrana za pomocą sondy od 10 krów rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej, odmiany czarno-białej. Po pobraniu treść żwacza wymieszano z buforem i poddano homogenizacji. W celu przygotowania próbek do fermentacji zhomogenizowaną treść odmierzono do buteleczek „serum bottles” i dodano 1 g uzyskanych substratów: I – kiszonka z kukurydzy, II – kiszonka z traw. Buteleczki wysycono CO2 i poddano 8- i 24-godzinnej fermentacji in vitro w wytrząsarce z łaźnią wodną, w temperaturze 39˚C. Po inkubacji dokonano analizy wytworzonego gazu oraz oznaczono ogólne stężenie lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) oraz udział poszczególnych frakcji. Wyniki zostały opracowane statystycznie przy użyciu chromatografu gazowego (Agilent Technologies 7890A GC System). W badaniach własnych stwierdzono wpływ zastosowania kiszonki z kukurydzy i kiszonki z traw na emisję metanu w treści żwacza krów oraz syntezę lotnych kwasów tłuszczowych (LKT), a także zmienność udziału procentowego poszczególnych frakcji LKT w procesie fermentacji in vitro. Zastosowanie kiszonki z traw obniża produkcję metanu w procesie fermentacji w treści żwacza krów. Natomiast kukurydza w formie kiszonki, stosowana jako substrat w fermentacji płynu żwacza, wpływa na wzrost produkcji kwasu propionowego oraz masłowego. Uzyskane rezultaty wskazują na możliwość stosowania kiszonki z traw w celu obniżenia emisji metanu w treści żwacza krów, jednak ze względu na zmianę udziału kwasów propionowego i masłowego niezbędne jest stosowanie w żywieniu krów, oprócz kiszonek z traw, również kiszonek z kukurydzy.