Effect of replacing barley grain with oat grain in the diet of dairy cows on methane production in vitro

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201710105522
Title: Effect of replacing barley grain with oat grain in the diet of dairy cows on methane production in vitro
Author: Fant, Petra
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Agricultural Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2017
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201710105522
http://hdl.handle.net/10138/225303
Thesis level: master's thesis
Discipline: Kotieläintiede
Animal Science
Husdjursvetenskap
Abstract: The aim of this master’s thesis was to investigate the potential of reducing enteric methane production from dairy cows by replacing barley grain with oat grain on a grass silage-based diet. The effects of grain species on in vitro methane production, digestibility, pH and volatile fatty acid (VFA) production pattern were investigated and a regression analysis was performed to entangle possible methane mitigating mechanisms of oats. The study was conducted in the laboratory at the Department of Agricultural Research for Northern Sweden in the autumn of 2016. An in vitro gas production system was applied, consisting of 16 diets with two replicates, four blanks and three runs, each with a three-day incubation time. The feed material consisted of eight varieties of barley, eight varieties of oats and timothy silage incubated at a grain/silage ratio of 1:1 on a dry matter basis. Rumen fluid was collected from two cannulated Nordic Red dairy cows after morning feeding. Gas sampling was performed at 2, 4, 8, 12, 24, 32 and 48 hours of incubation, meanwhile VFA-sampling, pH-measurements and sampling of incubation residues were performed at 48 hours. Methane production was estimated as predicted in vivo methane production and stoichiometrically predicted methane production. The in vitro digestibility was determined as true dry matter digestibility (TDMD). Content of indigestible neutral detergent fiber (iNDF) was determined by applying a 12-day in situ incubation in two Ayrshire dairy cows. Oats had a higher content of crude protein, neutral detergent fiber (NDF), iNDF and fat compared to barley, whereas barley had a higher content of starch. Replacing barley with oats decreased predicted in vivo methane production by 9% and stoichiometrically predicted methane production by 11%. Variety within grain was not found to have any significant effect on methane production. True DM digestibility and total VFA production were lower in oat-based diets compared to barley-based diets. No significant differences were observed between the diets considering VFA molar proportions. The pH was lower in barley-based diets compared to oat-based diets. True DM digestibility was the best predictor of methane production. Among grain composition parameters, iNDF content was the best predictor of methane production, followed by NDF. Crude fat content also predicted methane production relatively well. Based on the results of this experiment, it can be concluded that replacing barley grain with oat grain in the diet of dairy cows has a potential to lower methane production predicted in vitro. Furthermore, the methane mitigating effect observed in this experiment is at least partly due to the higher fat content and lower digestibility of oats compared to barley.Syftet med denna magistersavhandling var att undersöka huruvida ersättning av kornsäd med havresäd i en diet baserad på gräsensilage innehar potential att sänka den enteriska metanproduktionen från mjölkkor. Spannmålsartens inverkan på in vitro metanproduktion, smältbarhet och produktion av flyktiga fettsyror (VFA) undersöktes samt utfördes en regressionsanalys för att försöka identifiera de bakomliggande mekanismerna för havrens eventuella metansänkande verkan. Studien genomfördes i laboratoriet vid Institutionen för norrländsk jordbruksvetenskap under hösten 2016. För studien användes ett in vitro gasproduktionssystem som bestod av 16 dieter med två replikat, fyra blanka och tre körningar. Varje körning bestod av en tre dagar lång inkubation. Fodermaterialet bestod av 8 sorter av korn, 8 sorter av havre och timotejensilage som inkuberades i glasflaskor enligt 0,5 gram spannmål och 0,5 gram ensilage. Vomvätska samlades in efter morgonutfodring från två mjölkkor av rasen Svensk röd boskap. Gasprovtagning skedde 2, 4, 8, 12, 24, 32 och 48 timmar efter inkubationens start. Sann torrsubstanssmältbarhet mättes genom att tillämpa en 12 dagar lång in situ inkubation i två mjölkkor av rasen Ayrshire. Metanproduktionen uttrycktes som estimerad in vivo och stökiometriskt estimerad metanproduktion. Spannmålsarten hade signifikant inverkan på metanproduktionen. Ersättning av korn med havre minskade både estimerad in vivo och stökiometriskt estimerad metanproduktion. Sort inom spannmålsart hade ingen inverkan på metanproduktionen. Smältbarhet och total VFA-produktion visade sig vara lägre i havredieterna jämfört med korndieterna. Inga skillnader kunde observeras gällande molproportionerna av olika VFA. Sann torrsubstanssmältbarhet var den bästa förklarande variabeln av estimerad in vivo metanproduktion. Bland parametrarna gällande spannmålens sammansättning var iNDF den bästa förklarande variabeln för metanproduktionen. Även NDF-koncentrationen och koncentrationen av fett var signifikanta förklarande variabler. Baserat på resultaten av detta experiment kan man dra slutsatsen att havre som ett utfodringsalternativ till mjölkkor har potential att sänka den enteriska metanproduktionen. Dessutom verkar den sänkande effekten hos havre på metanproduktionen orsakas av den högre fettkoncentrationen och den sämre smältbarheten jämfört med korn. För att undersöka andra möjliga orsaker behövs mer forskning inom ämnet.
Subject: methane
dairy cattle
oats
in vitro


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record