Anim. Res. 54 (2005) 443-458
DOI: 10.1051/animres:2005034

The effect of dent versus flint maize genotype on site and the extent of starch and protein digestion, ruminal fermentation and microbial protein synthesis in the rumen of sheep

Joze Verbic, Drago Babnik, Vida Znidarsic-Pongrac, Mojca Resnik, Ana Gregorcic and Veronika Kmecl

Agricultural Institute of Slovenia, Hacquetova 17, 1000 Ljubljana, Slovenia

(Received 12 February 2004; accepted 22 July 2005)

Abstract - Ruminal and whole tract digestibility of protein and starch, microbial protein yield in the rumen and molar proportions of volatile fatty acids (VFA) in the rumen fluid and faeces were determined in sheep that were given either maize silage derived from the dent (DTS) or flint type hybrid (FTS). Degradabilities in the rumen were determined by means of the in sacco method using three sheep and microbial protein yield in the rumen by means of urinary purine derivative excretion using four sheep. The extent of starch and protein degradation was significantly (P < 0.001) lower in FTS than in DTS (718 vs. 913 and 704 vs. 767 g·kg^-1 respectively). Differences in whole tract starch and protein digestibility were small (986 vs. 997, P < 0.01 and 939 vs. 931 g·kg^-1, P < 0.05 in FTS and DTS respectively). The concentration of VFA in the rumen fluid was not affected by the type of silage (94.5 and 94.7 mmol·L^-1); however, FTS induced a higher molar proportion of propionate (22.6% vs. 20.7%, P < 0.05) than DTS. The proportion of butyrate was higher in DTS (13.5% vs. 10.8%, P < 0.05). Microbial protein supply in FTS was significantly higher than in DTS (109.7 vs. 96.0 g·kg^-1 DM intake, P < 0.05). When expressed in relation to fermentable organic matter (FOM) intake, the differences between hybrids were greater (215.6 vs. 158.6 g of microbial protein per kg FOM, P < 0.01). Lower efficiency of microbial protein synthesis in DTS was probably due to a lower pH value of rumen liquor (6.21 vs. 6.33, P < 0.05). FTS offered better conditions for the degradation of the fibre fraction in the rumen than DTS. The faeces of sheep that were given FTS contained less DM (304 vs. 371 g·kg^-1, P < 0.05) and tended to have a higher concentration of VFA (383 and 235 mmol·kg^-1 DM, P < 0.1) indicating that in FTS at least one part of the starch which escaped digestion in the rumen passed through the small intestine undigested and was fermented in the large intestine. It was concluded that FTS could provide about three times more postruminally digested starch and about 20% more metabolisable protein than DTS.

Résumé - Effet du génotype de maïs (denté vs. corné) sur le site et le volume de la digestion de l'amidon et des protéines, sur la fermentation ruminale, et sur la synthèse des protéines microbiennes dans le rumen chez les ovins. La digestibilité des protéines, de l'amidon et des constituants pariétaux dans l'ensemble du tractus digestif, le rendement de synthèse des protéines microbiennes dans le rumen et les proportions molaires des acides gras volatils (AGV) dans le jus de rumen et dans les fèces ont été déterminées sur des ovins qui ont reçu de l'ensilage de maïs de type denté (DTS) ou corné (FTS). Les dégradabilités dans le rumen ont été mesurées par la méthode in sacco sur trois ovins alors que le rendement de synthèse des protéines microbiennes a été déterminé à partir de l'excrétion urinaire des dérivés de purines en utilisant quatre ovins. L'importance de la dégradation de l'amidon et des protéines a été significativement (P < 0,001) plus faible pour FTS que pour DTS (respectivement, 718 vs. 913 et 704 vs. 767 g·kg^-1). Les différences entre les digestibilités de l'amidon et des protéines dans l'ensemble du tractus digestif ont été faibles (respectivement, 986 vs. 997 g·kg^-1, P < 0,01 et 939 vs. 931 g·kg^-1, P < 0,05 pour FTS et DTS). La concentration en AGV totaux dans le jus de rumen n'a pas été affectée par le type d'ensilage (94,5 et 94,7 mmol·L^-1), pourtant, FTS a induit des proportions molaires plus élevées de propionate (22,6 vs. 20,7 %, P < 0,05) et DTS des proportions de butyrate supérieures (13,5 vs. 10,8 %, P < 0,05). La synthèse des protéines microbiennes pour FTS a été significativement plus élevée que pour DTS (109,7 vs. 96,0 g·kg^-1 de MS ingérée, P < 0,05). Quand elles sont exprimées par rapport à l'ingestion de la matière organique fermentescible (MOF), les différences entre les hybrides sont plus importantes (215,6 vs. 158,6 g de protéines microbiennes par kg MOF, P < 0,01). L'efficacité plus faible de la synthèse de protéines microbiennes pour DTS est probablement due à la valeur plus faible du pH ruminal (6,21 vs. 6,33, P < 0,05). Les FTS ont présenté les conditions les plus favorables pour la dégradation de la fraction fibreuse dans le rumen. Les fèces des ovins qui ont reçu FTS étaient moins riches en MS (304 vs. 371 g·kg^-1, P < 0,05) et tendaient à être plus riche en AGV (383 et 235 mmol·kg^-1 DM, P < 0,1) ; ce qui laisse supposer que, pour FTS, une partie de l'amidon, non dégradé dans le rumen, n'a pas été digéré dans l'intestin grêle et a été fermenté dans le gros intestin. En conclusion, FTS semble fournir approximativement trois fois plus d'amidon digéré dans l'intestin et 20 % de protéines métabolisables en plus que DTS.

Key words: maize silage / starch digestion / protein digestion / microbial protein / sheep

Mots clés : ensilage de maïs / digestion de l'amidon / digestion de la protéine / protéine microbienne / ovins

Corresponding author: Joze Verbic joze.verbic@kis.si

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