Protección de nitratos y su efecto en la disminución de las emisiones de metano entérico

RESUMEN: Los rumiantes representan hasta un tercio de la producción antropogénica de metano (CH4) en todo el mundo. La producción entérica de CH4 de los rumiantes contribuye al incremento de gases de efecto invernadero y también representa una pérdida de energía en la dieta. Por lo tanto, se present...

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Autores:: Rendón Correa, María Elizabeth

Tipo de recurso:: Doctoral thesis

Fecha de publicación:: 2020

Institución:: Universidad de Antioquia

Repositorio:: Repositorio UdeA

Idioma:: spa

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Summary:	RESUMEN: Los rumiantes representan hasta un tercio de la producción antropogénica de metano (CH4) en todo el mundo. La producción entérica de CH4 de los rumiantes contribuye al incremento de gases de efecto invernadero y también representa una pérdida de energía en la dieta. Por lo tanto, se presenta un gran interés en el desarrollo de diversas estrategias de mitigación para el CH4 entérico. El nitrato (NO3-) actúa como un sumidero alternativo de hidrogeno y por lo tanto disminuye la producción de metano en rumen, sin embargo, este compuesto durante su proceso de reducción produce nitrito, tóxico para el animal, por el aumento de metahemoglobina (MetHb) en sangre. En el presente trabajo se desarrollaron tres capítulos. En el primero, se realizó un ensayo con el objetivo de obtener un método de protección del NO3- y compáralo con el efecto del NO3- libre sobre la degradación de la materia seca y la producción de metano in vitro. Para tal efecto se evaluaron 4 tratamientos que consistieron en un sustrato de pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum Hochst. Ex Chiov) (KK) como dieta base y la mezcla de este con 3 aditivos: kikuyo + nitrato de potasio libre (NL), kikuyo + nitrato de potasio protegido con jabón (NP) y kikuyo + urea (KU). Cada tratamiento con NO3− libre o encapsulado, presenta una inclusión de NO3− del 3% de la MS incubada. Los tratamientos se evaluaron como medidas repetidas en el tiempo, utilizando PROC MIXED de SAS. La inclusión de NP disminuyó la degradación de MS, la producción de gas y la producción de CH4 (p <0.05). NL disminuyó la producción de gas a las 48 h y la producción de metano a las 24 y 48 h (p <0.05), sin afectar la degradación de la MS. Los resultados indican que en una dieta con kikuyo, el uso de NP en una inclusión de NO3- del 3% de la MS, puede llegar a reducir en un 80 y 53% la producción de CH4 durante 24 y 48 horas in vitro. Sin embargo, el uso del jabón de soya como método de protección de NO3− debe ser considerado con mas detalle, debido a que su naturaleza lipídica podría presentar un alto potencial tóxico sobre los microrganismos ruminales y explicaría la disminución de la materia seca degradada (MSD). En el segundo capítulo se evaluó la protección de NO3- y su efecto en la disminución de CH4, MSD, perfil de fermentación, concentración de NO3-, nitritos (NO2-) y poblaciones de metanógenos a nivel in vitro. Se fabricaron pellets de celulosa microcristalina (CMC) para la protección del nitrato y se evaluaron a nivel in vitro 4 tratamientos: control, UR, NL y NP, durante 12, 24 y 48h. En las primeras 12 horas de incubación, tanto el NL como el NP redujeron el porcentaje de producción de CH4 en un 44% y 26% (P <0.0001), con respecto al control; mientras que a las 24 y 48 h solo el NL redujo este porcentaje en un 43% y 38% (P <0.0001), en comparación con los tratamientos control, NP y UR que presentaron valores similares entre si. La cantidad de metanógenos no fue afectada. Los resultados indican que el NP muestra un potencial de mitigación de CH4 solo durante las primeras 12 h de incubación, sin afectar la MSD. El NL redujo efectivamente la producción de CH4 entérico, pero afectó transitoriamente la MSD. No se encontró una relación entre la reducción en la producción de CH4 originada por el NL y el número de copias del gen mcrA, lo que implica que la inhibición del CH4 no se vió afectada por los cambios en la población total de metanógenos. Finalmente, en el capítulo 3, se elaboró un NO3- protegido con el objetivo de evaluar su efecto en las emisiones de CH4 entérico, consumo de materia seca (CMS), balance energético, utilización del nitrógeno y formación de metahemoglobina (MetHb) en sangre de novillos Brangus confinados en trópico alto. Nueve novillos machos (341.1 ± 23.02 Kg) fueron asignados a corrales individuales en un diseño de cuadrado latino triplicado con 3 bloques y 3 tratamientos como: Control (urea), NL = 3% de NO3- en base seca y NP= 3% de NO3- protegido en base seca. Las dietas fueron isonitrogenadas con una proporción de heno de pangola: concentrado 65:35. El experimento tuvo una duración de 123 días mas una adaptación inicial de 30 días (estabulación y cámaras) y 3 periodos de medición cada uno de 31 días (15 días de adaptación al NO3- y 16 de mediciones). No se presentaron niveles tóxicos de MetHb sanguínea con ningún tratamiento. La producción de CH4 fue menor para los tratamientos con NL y NP con respecto al control (16.91 y 17.95 Vs. 23.24 L/Kg de CMS; P <0.05). Se observó un menor factor de partición (Ym) con NL y NP con respecto al control (4.10 y 4.37 Vs 5.43 %; p< 0.05). El NP llevó a la disminución en el porcentaje del consumo de energía metabolizable (CEM) y energía retenida (ER) (15.35 y 5.67%), con respecto al control (20.40 y 8.36 %; P <0.05), respectivamente. El nitrógeno retenido (g/d) se observó en menor cantidad en la dieta con NP (60.82) al ser comparado con el control (92.51) y el NL (107.29), P <0.05. En conclusión, la suplementación con un 3% de NP en la dieta de novillos Brangus, redujo la producción de CH4 entérico en un 23% en comparación con la dieta control, sin presentar niveles tóxicos de MetHb en sangre. Sin embargo, el NP afectó negativamente el consumo de MS, retención de nitrógeno, digestibilidad y metabolicidad de la dieta.

Protección de nitratos y su efecto en la disminución de las emisiones de metano entérico

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