Published June 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
3-Nitrooxypropanol substantially decreased enteric methane emissions of dairy cows fed true protein- or urea-containing diets
Creators
- 1. Universidad Nacional de Córdoba
- 2. Instituto de Investigaciones Agropecuarias
- 3. National Agricultural Technology Institute
- 4. Austral University of Chile
- 5. DSM (Switzerland)
Description
Methane is a potent but short-lived greenhouse gas targeted for short-term amelioration of climate change, with enteric methane emitted by ruminants being the most important anthropogenic source of methane. Ruminant production also releases nitrogen to the environment, resulting in groundwater pollution and emissions of greenhouse gas nitrous oxide. We hypothesized that inhibiting rumen methanogenesis in dairy cows with chemical inhibitor 3-nitrooxypropanol (3-NOP) would redirect metabolic hydrogen towards synthesis of microbial amino acids. Our objective was to investigate the effects of 3-NOP on methane emissions, rumen fermentation and nitrogen metabolism of dairy cows fed true protein or urea as nitrogen sources. Eight ruminally-cannulated cows were fed a plant protein or a urea-containing diet during a Control experimental period followed by a methanogenesis inhibition period with 3-NOP supplementation. All diets were unintentionally deficient in nitrogen, and diets supplemented with 3-NOP had higher fiber than diets fed in the Control period. Higher dietary fiber content in the 3-NOP period would be expected to cause higher methane emissions; however, methane emissions adjusted by dry matter and digested organic matter intake were 54% lower with 3-NOP supplementation. Also, despite of the more fibrous diet, 3-NOP shifted rumen fermentation from acetate to propionate. The post-feeding rumen ammonium peak was substantially lower in the 3-NOP period, although that did not translate into greater rumen microbial protein production nor lesser nitrogen excretion in urine. Presumably, because all diets resulted in low rumen ammonium, and intake of digestible organic matter was lower in the 3-NOP period compared to the Control period, the synthesis of microbial amino acids was limited by nitrogen and energy, precluding the evaluation of our hypothesis. Supplementation with 3-NOP was highly effective at decreasing methane emissions with a lower quality diet, both with true protein and urea as nitrogen sources.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الميثان هو غاز دفيئة قوي ولكنه قصير الأجل يستهدف تحسين تغير المناخ على المدى القصير، حيث يعتبر الميثان المعوي المنبعث من الحيوانات المجترة أهم مصدر للميثان البشري المنشأ. كما يؤدي إنتاج الحيوانات المجترة إلى إطلاق النيتروجين في البيئة، مما يؤدي إلى تلوث المياه الجوفية وانبعاثات غاز أكسيد النيتروز المسببة للاحتباس الحراري. افترضنا أن تثبيط توليد الميثان من الكرش في الأبقار الحلوب باستخدام مثبط كيميائي 3 -نيتروكسي بروبانول (3 - NOP) من شأنه أن يعيد توجيه الهيدروجين الأيضي نحو تخليق الأحماض الأمينية الميكروبية. كان هدفنا هو التحقيق في آثار 3 - NOP على انبعاثات الميثان وتخمير الكرش واستقلاب النيتروجين للأبقار الحلوب التي تغذي البروتين الحقيقي أو اليوريا كمصادر للنيتروجين. تم إطعام ثماني أبقار ذات قنية مجترة بروتينًا نباتيًا أو نظامًا غذائيًا يحتوي على اليوريا خلال فترة تجريبية للتحكم تليها فترة تثبيط توليد الميثان مع مكملات 3 - NOP. كانت جميع الوجبات الغذائية ناقصة عن غير قصد في النيتروجين، وكانت الوجبات الغذائية المكملة بـ 3 - NOP تحتوي على ألياف أعلى من الوجبات الغذائية التي تم تغذيتها في فترة التحكم. من المتوقع أن يتسبب ارتفاع محتوى الألياف الغذائية في فترة 3 - NOP في ارتفاع انبعاثات الميثان ؛ ومع ذلك، كانت انبعاثات الميثان التي تم تعديلها بواسطة المادة الجافة وتناول المواد العضوية المهضومة أقل بنسبة 54 ٪ مع مكملات 3 - NOP. أيضًا، على الرغم من اتباع نظام غذائي أكثر ليفيًا، قام 3 - NOP بتحويل تخمير الكرش من الأسيتات إلى البروبيونات. كانت ذروة الأمونيوم بعد التغذية أقل بكثير في فترة 3 - NOP، على الرغم من أن ذلك لم يترجم إلى إنتاج أكبر لبروتين الكرش الميكروبي ولا إفراز أقل للنيتروجين في البول. من المفترض، لأن جميع الوجبات الغذائية أدت إلى انخفاض الأمونيوم الكرش، وكان تناول المواد العضوية القابلة للهضم أقل في فترة 3 - NOP مقارنة بفترة التحكم، كان تخليق الأحماض الأمينية الميكروبية محدودًا بالنيتروجين والطاقة، مما يحول دون تقييم فرضيتنا. كانت المكملات مع 3 - NOP فعالة للغاية في تقليل انبعاثات الميثان مع اتباع نظام غذائي أقل جودة، سواء مع البروتين الحقيقي واليوريا كمصادر للنيتروجين.Translated Description (French)
Le méthane est un gaz à effet de serre puissant mais de courte durée de vie ciblé pour l'amélioration à court terme du changement climatique, le méthane entérique émis par les ruminants étant la plus importante source anthropique de méthane. La production de ruminants libère également de l'azote dans l'environnement, ce qui entraîne une pollution des eaux souterraines et des émissions d'oxyde nitreux de gaz à effet de serre. Nous avons émis l'hypothèse que l'inhibition de la méthanogenèse du rumen chez les vaches laitières avec l'inhibiteur chimique 3-nitrooxypropanol (3-NOP) redirigerait l'hydrogène métabolique vers la synthèse d'acides aminés microbiens. Notre objectif était d'étudier les effets du 3-NOP sur les émissions de méthane, la fermentation du rumen et le métabolisme de l'azote des vaches laitières nourries de vraies protéines ou d'urée comme sources d'azote. Huit vaches en boîte ruminale ont été nourries avec une protéine végétale ou un régime contenant de l'urée pendant une période expérimentale de contrôle suivie d'une période d'inhibition de la méthanogenèse avec une supplémentation en 3-NOP. Tous les régimes étaient involontairement déficients en azote, et les régimes supplémentés en 3-NOP contenaient plus de fibres que les régimes nourris pendant la période de contrôle. Une teneur plus élevée en fibres alimentaires au cours de la période 3-NOP devrait entraîner des émissions de méthane plus élevées ; cependant, les émissions de méthane ajustées par la matière sèche et l'apport en matière organique digérée étaient inférieures de 54 % avec la supplémentation en 3-NOP. De plus, malgré le régime plus fibreux, la 3-NOP a fait passer la fermentation du rumen de l'acétate au propionate. Le pic d'ammonium du rumen après l'alimentation était considérablement plus faible dans la période 3-NOP, bien que cela ne se traduise pas par une plus grande production de protéines microbiennes du rumen ni par une moins grande excrétion d'azote dans l'urine. Vraisemblablement, parce que tous les régimes entraînaient une faible teneur en ammonium du rumen et que l'apport en matière organique digestible était plus faible dans la période 3-NOP par rapport à la période de contrôle, la synthèse des acides aminés microbiens était limitée par l'azote et l'énergie, ce qui empêchait l'évaluation de notre hypothèse. La supplémentation en 3-NOP s'est avérée très efficace pour réduire les émissions de méthane avec un régime alimentaire de qualité inférieure, à la fois avec de vraies protéines et de l'urée comme sources d'azote.Translated Description (Spanish)
El metano es un gas de efecto invernadero potente pero de corta duración destinado a la mejora a corto plazo del cambio climático, siendo el metano entérico emitido por los rumiantes la fuente antropogénica de metano más importante. La producción de rumiantes también libera nitrógeno al medio ambiente, lo que resulta en la contaminación de las aguas subterráneas y las emisiones de óxido nitroso de gases de efecto invernadero. Planteamos la hipótesis de que la inhibición de la metanogénesis ruminal en vacas lecheras con el inhibidor químico 3-nitrooxipropanol (3-NOP) redirigiría el hidrógeno metabólico hacia la síntesis de aminoácidos microbianos. Nuestro objetivo fue investigar los efectos del 3-NOP sobre las emisiones de metano, la fermentación ruminal y el metabolismo del nitrógeno de las vacas lecheras alimentadas con proteína verdadera o urea como fuentes de nitrógeno. Ocho vacas canuladas ruminalmente fueron alimentadas con una proteína vegetal o una dieta que contenía urea durante un periodo experimental de control seguido de un periodo de inhibición de la metanogénesis con suplementación con 3-NOP. Todas las dietas fueron involuntariamente deficientes en nitrógeno, y las dietas suplementadas con 3-NOP tenían más fibra que las dietas alimentadas en el período de control. Se esperaría que un mayor contenido de fibra dietética en el período de 3 NOP causara mayores emisiones de metano; sin embargo, las emisiones de metano ajustadas por la materia seca y la ingesta de materia orgánica digerida fueron un 54% menores con la suplementación con 3 NOP. Además, a pesar de la dieta más fibrosa, el 3-NOP cambió la fermentación del rumen de acetato a propionato. El pico de amonio en el rumen después de la alimentación fue sustancialmente menor en el período de 3 NOP, aunque eso no se tradujo en una mayor producción de proteínas microbianas en el rumen ni en una menor excreción de nitrógeno en la orina. Presumiblemente, debido a que todas las dietas dieron como resultado un bajo contenido de amonio en el rumen y la ingesta de materia orgánica digerible fue menor en el período de 3 NOP en comparación con el período de control, la síntesis de aminoácidos microbianos estuvo limitada por el nitrógeno y la energía, lo que impidió la evaluación de nuestra hipótesis. La suplementación con 3-NOP fue altamente efectiva para disminuir las emisiones de metano con una dieta de menor calidad, tanto con proteína verdadera como con urea como fuentes de nitrógeno.Files
pdf.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0100adf4aa867c2fed0b0c047530d5b5
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- قلل 3 -نيتروكسي بروبانول بشكل كبير من انبعاثات الميثان المعوي من الأبقار الحلوب التي تغذي الوجبات الغذائية التي تحتوي على البروتين أو اليوريا الحقيقية
- Translated title (French)
- Le 3-nitrooxypropanol a considérablement réduit les émissions de méthane entérique des vaches laitières nourries avec de vrais régimes contenant des protéines ou de l'urée
- Translated title (Spanish)
- El 3-nitrooxipropanol disminuyó sustancialmente las emisiones entéricas de metano de las vacas lecheras alimentadas con verdaderas dietas que contienen proteínas o urea
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4283014294
- DOI
- 10.1016/j.heliyon.2022.e09738
References
- https://openalex.org/W1529137672
- https://openalex.org/W1532428338
- https://openalex.org/W1554671550
- https://openalex.org/W1561622890
- https://openalex.org/W1575283492
- https://openalex.org/W1822735018
- https://openalex.org/W1830330916
- https://openalex.org/W1837026033
- https://openalex.org/W1969797855
- https://openalex.org/W1970284670
- https://openalex.org/W1974694542
- https://openalex.org/W1988976578
- https://openalex.org/W1993170097
- https://openalex.org/W1993726249
- https://openalex.org/W2001088676
- https://openalex.org/W2015527152
- https://openalex.org/W2018757480
- https://openalex.org/W2040160986
- https://openalex.org/W2042202459
- https://openalex.org/W2084289630
- https://openalex.org/W2095572763
- https://openalex.org/W2097497704
- https://openalex.org/W2123095174
- https://openalex.org/W2123435561
- https://openalex.org/W2145441371
- https://openalex.org/W2145651012
- https://openalex.org/W2160813080
- https://openalex.org/W2298230951
- https://openalex.org/W2340162345
- https://openalex.org/W2345657234
- https://openalex.org/W2427928079
- https://openalex.org/W2487310683
- https://openalex.org/W2768916485
- https://openalex.org/W2770263577
- https://openalex.org/W2790219279
- https://openalex.org/W2802016022
- https://openalex.org/W2884489963
- https://openalex.org/W2887303766
- https://openalex.org/W2911605312
- https://openalex.org/W2941266933
- https://openalex.org/W2969740895
- https://openalex.org/W2971423502
- https://openalex.org/W3005300494
- https://openalex.org/W3005439744
- https://openalex.org/W3030711933
- https://openalex.org/W3037016200
- https://openalex.org/W3037725586
- https://openalex.org/W319196400
- https://openalex.org/W3199455029
- https://openalex.org/W4210358823