ارزیابی مدل دینامیکی متابولیسم نیتروژن در گاوهای شیری

پژوهشهای علوم دامی ایران

مقاله 3، دوره 8، شماره 4، بهار 1396، صفحه 569-583  

نوع مقاله: علمی پژوهشی - تغذیه نشخوارکنندگان

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijasr.v8i4.35242

نویسندگان

سعید کامل ارومیه ¹؛ عباسعلی ناصریان¹؛ رضا ولی زاده²؛ فاطمه هلن قانع²؛ محمد بنایان اول²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²فردوسی مشهد

چکیده

جهت ارزیابی مدل دینامیکی متابولیسم نیتروژن در گاوهای شیرده ارائه شده توسط کبریب و همکاران (2002) از دو پایان نامه کارشناسی ارشد تحت عناوین " تأثیر مقادیر مختلف NFC بر عملکرد گاوهای شیرده هلشتاین و بیان مدل ریاضی آن بر توازن نیتروژن " و " اثر زمان برداشت یونجه اوایل غنچه دهی با نسبت‌های مختلف علوفه‌ به کنسانتره بر ترکیب شیمیایی، خصوصیات تخمیری و عملکرد گاوهای شیری هلشتاین در اوایل شیردهی" استفاده شد. هر آزمایش شامل تعداد 8 رأس گاو شیری هلشتاین با چند شکم زایش شامل میانگین روزهای شیردهی به ترتیب 28±107 و 11±59 و میانگین وزن به ترتیب 68±644 و 58±616 کیلوگرم در قالب طرح مربع لاتین 4×4 تکرار شده با دوره‌های آزمایش 21 روزه بود. تیمارها در آزمایش اول شامل 33، 36، 39 و 42 درصد NFC در ماده خشک جیره و در آزمایش دوم شامل یونجه برداشت شده در بعد از ظهر با دو سطح 60 و 50 درصد کنسانتره و یونجه برداشته شده در صبح با دو سطح 60 و 50 درصد کنسانتره در ماده خشک جیره بود. همسو با نتایج کبریب و همکاران با افزایش میزان مصرف نیتروژن، نیتروژن دفع شده از مدفوع و همچنین ادرار به طور خطی افزایش یافت. همچون نتایج کبریب و همکاران و کاستیلو و همکاران، برای نیتروژن دفع شده از ادرار پیش بینی‌ها در مقایسه با مدل‌های ارائه شده توسط دوو و همکاران (1996) و کوهن و همکاران (1997) تطابق بهتری با مشاهدات داشتند. در نیتروژن وارد شده در شیر و دفع شده از ادرار مشابه نتایج کبریب و همکاران پیش‌بینی‌های مدل در این آزمایش نیز بیشتر از مشاهدات بود. کمترین میانگین درصد خطا و اختلاف RMSPE با سطح مطلوب آن به ترتیب در نیتروژن دفع شده از مجموع ادرار و مدفوع، نیتروژن مترشحه در شیر، نیتروژن دفع شده از ادرار و در نهایت نیتروژن دفع شده از مدفوع مشاهده شد. نتایج حاصل از پیش‌بینی‌های مدل ارائه شده توسط کبریب و همکاران در این آزمایش بهترین تخمین را در مجموع نیتروژن دفع شده از ادرار و مدفوع و کمترین دقت را در تخمین نیتروژن دفع شده از مدفوع دارد. ارزیابی مدل نشان داد اگر چه رابطه دو خطی (bi-Linear) در ارزیابی‌های کبریب و همکاران در این آزمایش مشاهده نشد اما نتایج به دست آمده شباهت زیادی با نتایج کبریب و همکاران داشت با این وجود به نظر می‌رسد جهت افزایش دقت مدل، نیاز به بررسی و ارزیابی بیشتر مدل و پارامترهای آن می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

ارزیابی مدل؛ پیش‌بینی؛ گاو شیری؛ نیتروژن

مراجع

1- AFRC. 1993. Energy and Protein Requirements of Ruminants. Agricultural and Food Research Council. CAB International, Wallingford, UK.

2- Agle, M., A. H. Hristov, S. Zaman, C. Schneider, P. Ndegwa, and V. K. Vaddella. 2010. The effects of ruminally degraded protein on rumen fermentation and ammonia losses from manure in dairy cows. Journal of Dairy Science, 93: 1625–1637.

3- Alderman G., J. France, and E. Kebreab. 2001. A critique of the Cornell Net Carbohydrate and Protein System with emphasis on dairy cattle. 1. The rumen model. Journal of Animal Feed Science, 10:1–24.

4- Bach, A., S. Calsamiglia, and M. D. Stern. 2005. Nitrogen metabolism in the rumen. Journal of Dairy Science, 88(E. Suppl.):E9–E21.

5- Belanche, A., M. Doreau, J. E. Edwards, J. M. Moorby, E. Pinloche, and C. J. Newbold. 2012. Shifts in the rumen microbiota due to the type of carbohydrate and level of protein ingested by dairy cattle are associated with rumen fermentation. Journal of Nutrition, 142:1684–1692.

6- Calsamiglia, S., A. Ferret, C. K. Reynolds, N. B. Kristensen, and A. M. Van Vuuren. 2010. Strategies for optimizing nitrogen use by ruminants. Animal, 4:1184–1196.

7- Castillo, A. R., E. Kebreab, D. E. Beever, and J. France. 2000. A review of efficiency of nitrogen utilisation in dairy cows and its relationship with the environmental pollution. Journal of Animal Feed Science, 9: 1–32.

8- Cyriac, J., G. Ruis, M. L. McGilliard, R. E. Pearson, B. J. Bequette, and M. D. Hanigan. 2008. Lactating performance of mid-lactation dairy cows fed ruminally degradable protein at concentrations lower than national research council recommendations. Journal of Dairy Science, 91:4704–4713.

9- Dijkstra J., J. France, and D. R. Davies. 1998. Different mathematical approaches to estimating microbial protein supply in ruminants. Journal of Dairy Science, 81:3370–3384.

10- Dou Z., R. A. Kohn, J. D. Ferguson, R. C. Boston, and J. D. Newbold. 1996. Managing nitrogen on dairy farms: An integrated approach I. Model Description. Journal of Dairy Science, 79:2071–2080.

11- Fanchone, A., P. Nozière, J. Portelli, B. Duriot, V. Largeau and M. Doreau. 2013. Effects of nitrogen underfeeding and energy source on nitrogen ruminal metabolism, digestion, and nitrogen partitioning in dairy cows. Journal of Animal Science, 2013.91:895–906.

12- Firkins, J. L. 1996. Maximizing microbial protein synthesis in the rumen. Journal of Nutrition, 126:1347S–1354S.

13- Firuzi, F. 2014. Effect of cutting time alfalfa hay harvested at early bud with different ratios of forage to concentrate on chemical composition, fermentation Parameters and performance of early lactation Holstein dairy cows. MSc Thesis. Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (In Persian).

14- Hristov, A. N, and J. P. Jouany. 2005. Factors affecting the efficiency of nitrogen utilization in the rumen. Pages 117–166 in Nitrogen and Phosphorus Nutrition of Cattle and Environment. A. N. Hristov and E. Pfeffer, ed. CAB Int., Wallingford, UK.

15- Huhtanen, P, and A. N. Hristov. 2009. A meta-analysis of the effects of dietary protein concentration and degradability on milk protein yield and milk N efficiency in dairy cows. Journal of Dairy Science, 92: 3222–3232.

16- INRA. 2007. Nutrition of Cattle, Sheep and Goats: Animal Needs Values of Feeds. Quae Ed., Paris.

17- Jonker, J. S., R. A. Kohn, and R. A. Erdman. 1998. Using milk urea nitrogen to predict nitrogen excretion and utilization efficiency in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 81: 2681–2692.

18- Jonker, J. S., R. A. Kohn, and R. A. Erdman. 1998. Using milk urea nitrogen to predict nitrogen excretion and utilization efficiency in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 81: 2681–2692.

19- Kamel Orumieh, S. 2014. Effect of NFC on performance of holstein dairy cow and expression of its mathematical model on nitrogen balance. MSc Thesis. Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (In Persian).

20- Kebreab, E., J. France, D. E. Beever, and A. R. Castillo. 2001. Nitrogen pollution by dairy cows and its mitigation by dietary manipulation. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 60: 275–285.

21- Kebreab, E., J. France, J. A. Mills, R. Allison, and J. Dijkstra. 2002. A dynamic model of N metabolism in the lactating dairy cow and an assessment of impact of N excretion on the environment. Journal of Dairy Science, 80: 248-259.

22- Kohn, R. A., Z. Dou, J. D. Ferguson, and R. C. Boston. 1997. A sensitivity analysis of nitrogen losses from dairy farms. Journal of Environmental Management, 50: 417–428.

23- NRC. 1989. Nutrient Requirements of Dairy Cattle. 6th ed. National Academy Press, Washington, DC.

24- Pain, B. F., T. H. Misselbrook., S. C. Jarvis., B. J. Chambers., K. A. Smith., J. Webb., V. R. Phillips, and R. W. Sneath. 2000. Inventory of Ammonia Emission from UK Agriculture. 1998. MAFF Project Report (WA0630), U.K.

25- Reynal, S. M, and G. A. Broderick. 2005. Effect of dietary level of rumen-degraded protein on production and nitrogen metabolism in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 88: 4045–4064.

26- Sauvant, D, and J. Van Milgen. 1995. Dynamic aspects of carbohydrates and protein breakdown and the associated microbial matter synthesis. Pages 71–91 in Ruminant Physiology: Digestion, Metabolism, Growth and Reproduction. W. V. Engelhardt., S. Leonhard-Marek., G. Breves, and D. Giesecke, ed. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, Germany.

27- Steinfeld, H., P. Gerber., T. Wassenaar., V. Castel., M. Rosales, and C. De Haan. 2006. Livestock’s long shadow: Environmental issues and options. Food and Agriculture Organization, Rome.

28- Tamminga, S. 1992. Nutrition management of dairy cows as a contribution to pollution control. Journal of Dairy Science, 75: 345–357.