Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Tillförsel av kväve och fosfor i överskott till naturen leder till övergödning. En stor del av överskottet härstammar från lantbruket vilket leder till att kraven på lantbrukaren blir större. Att överutfodra korna är något man vill undvika då foderkostnaden är en av de större på gården. Överutfodring av protein innebär också en ökad miljöbelastning. Det finns flera tidigare studier som visar att man kan använda olika markörer för att övervaka proteinnedbrytningen hos kor. Syftet med denna studie var därför att se om det fanns ett samband mellan flyktiga komponenter i våmgas (vätesulfid, dimetylsulfid och metanetiol) och kvävebalansen i våmvätskan. Vår hypotes var att flyktiga komponenter i våmgas kan användas som markörer för proteinnedbrytningen i våmmen och i framtiden utnyttjas som ett verktyg för att undvika överutfodring av protein.
Experimentet utfördes i två delar. Det första experimentet utfördes som en romersk kvadrat med 6 kor och 3 olika nivåer av kalium (experimentet utfördes samtidigt som ett annat examensarbete, Johansson, 2014). I försöket utfodrades korna med grovfoder, kraftfoder, kalium och urea. Det andra experimentet utfördes som en 4x4 romersk kvadrat med fyra kor och två olika fodermedel med två olika givor. Korna utfodrades enbart med rapsmjöl eller åkerböna under experimentet och var fastande över natten innan mätningarna. Efter utfodring startade mätningen som varade i drygt 4 timmar med mätningar var tjugonde minut. Mätningarna utfördes med GA2000 Plusgas analyzer som bland annat mätte vätesulfidkoncentrationen i våmgas.
Resultaten från Experiment 1 visade tydligt att koncentrationen av vätesulfid ökar efter utfodring. Resultatet i Experiment 2 visade att vätesulfiden ökade snabbt efter utfodring och att den högsta koncentrationen var nådd inom 1-2 timmar. En signifikant (P <0,0001) högre koncentration av vätesulfid uppmättes när rapsmjöl utfodrades jämfört med åkerböna. Det fanns även en signifikant skillnad i koncentrationen av vätesulfid när en hög och en låg giva utfodrades av samma fodermedel. Båda behandlingarna av rapsmjöl resulterade i en högre koncentration av vätesulfid jämfört med åkerböna. Den höga givan av åkerböna resulterade i en högre koncentration först och den högsta koncentrationen nåddes innan den högsta koncentrationen av rapsmjöl nåddes. Efter att toppen var nådd sjönk koncentrationen fort för åkerböna. Efter utfodring ökade även ammoniumkväve (NH3-N) (P <0.0001) och alfa-aminokväve (AA-N) (P <0,0001) i vomvätskan med en signifikant skillnad i koncentration beroende på fodermedel och vilken nivå som utfodrades. Koncentrationerna av NH3-N och AA-N följde vätesulfidkoncentrationen. Andra potentiella markörer som identifierades i våmgas var bland annat dimetylsulfid och metantiol. Resultaten kompletterar tidigare resultat men mer forskning behövs för att förstå sambandet mellan koncentrationen av markörerna i våmgas och proteinnedbrytning i olika foder.

A surplus of nitrogen and phosphorus in the environment leads to eutrophication. Since a large part of the surplus derives from the agricultural sector, farmers have an increased responsibility to avoid unnecessary losses. The agricultural sector has been rationalised during the last years with bigger herds. One of the greatest costs on the farm is the feed cost and to feed a surplus of protein is expensive and detrimental for the environment. Earlier studies indicate that there are several potential markers that can be used to monitor the protein degradation. The aim of this study was therefore to evaluate the relationship between volatile compounds (hydrogen sulfide, dimethyl sulfide and methanethiol) in rumen gas and in rumen liquor. Our hypothesis was that volatile compounds in rumen gas reflect protein degradation in the rumen and can be used as markers for protein degradation in rumen in order to avoid excessive feeding of protein. Two experiments were performed. The first experiment was designed as a 3x3 Latin square with 6 cows and 3 levels of potassium bicarbonate (another master project, Johansson, 2014, was carried out within the experiment). The cows were fed silage, concentrate, potassium bicarbonate and urea.
The second experiment was designed as a 4x4 Latin square where four cows were used, the treatment feed was arranged in a 2x2 factorial arrangement. Rapeseed meal and field beans were used at high and low levels of inclusion. The animals fasted during the night before treatments, and during measurements the following day cows only consumed rapeseed meal or field beans meal. After feeding, the rumen gas was measured during four hours with a measurement interval of twenty minutes. Gas measurements were performed with a portable gas analyser, GA2000 Plusgas analyzer. According to the results in Experiment 1 it was clear that the concentration of hydrogen sulfide increased after feeding. In Experiment 2, the concentration of hydrogen sulfide increased fast after feeding and the peak was reached after 1-2 hours. A significantly (P <0.0001) higher concentration of hydrogen sulfide was measured from rape seed meal compared to field beans. There was also a significant difference in the concentration of hydrogen sulfide depending of amount of field beans or rapeseed meal fed (P <0.0001). Both rapeseed treatments resulted in higher concentrations of hydrogen sulfide compared to field beans. Ammonium nitrogen (NH3-N) and alpha-amino nitrogen (AA-N) also increased after feeding with a significant difference in concentration depending of feed and level (P <0.0001). Field bean meal resulted in the highest concentration of AA-N and NH3-N. Ammonium nitrogen and alpha-amino nitrogen followed the concentration of hydrogen sulfide. Several other potential markers such as dimethyl sulfide and methanethiol was found in rumen gas. Our results confirmed earlier results but more research is needed in order to understand the relationship between potential markers and protein degradation in different feeds.