A respiration-metabolism chamber system for measuring gas emission and nutrient digestibility in small ruminant animals

Dong Hua Lī, Beob Gyun Kim, Sang Rak Lee

Abstract


A novel chamber system was developed to measure gas emission from small ruminants and to measure nutrient digestibility simultaneously. Animal behavior can also be easily observed in this system through transparent panels. The system is composed of respiration-metabolism chambers, gas sampling and analysis units, and a data acquisition unit. A recovery test was performed using standard methane (CH4) gas. Values for recovery rate of CH4 gas ranged from 96.7 to 99.6% in 8 replications, and the mean value was 98.1% (coefficient of variation = 1.3%). A preliminary animal experiment was also conducted using 4 Korean native black goats with a mean body weight of 23.5 kg. The goats consumed a 50:50 mixture of forage and concentrate, and daily feed allowance was 2% body weight. Dry matter digestibility was 70.9%, and the mean CH4 gas production was 11.6 g/day that was calculated to be 24.7 g/kg dry matter intake. Using this system, researchers can accurately and efficiently conduct various experiments measuring methane emission, nutrient digestibility, or both in small ruminant animals including goats, sheep, and deer.

Key words: digestibility, methane, respiration-metabolism chamber system, small ruminant.

 

Sistema de cámaras respiro-metabólicas para medición de gases y digestibilidad de nutrientes en pequeños rumiantes

Resumen

Se ha desarrollado un sistema de cámaras para medir simultáneamente la emisión de gases de pequeños rumiantes y la digestibilidad de nutrientes dietarios. Gracias a que las cámaras cuentan con paneles transparentes, también se puede observar fácilmente el comportamiento animal. El sistema completo se compone de varias cámaras para respirometría y metabolismo, unidades de muestreo y análisis de gas, así como de una unidad de adquisición de datos. Tras una prueba de recuperación con metano (CH4), se observó que la tasa de recuperación de CH4 fluctuó entre 96.7 y 99.6% en 8 repeticiones, y el valor medio fue del 98,1% (coeficiente de variación = 1,3%). Un experimento preliminar con animales se llevó también a cabo con 4 cabras Coreanas negras nativas de 23.5 kg de peso. Las cabras consumieron una mezcla 50:50 de forraje y concentrado, con un suministro diario de alimento equivalente al 2% del peso corporal. La digestibilidad de la materia seca fue del 70.9%, y la producción media de CH4 fue del 11.6 g / día, correspondiente a 24.7 g / kg de consumo de materia seca. Mediante este sistema se pueden realizar con precisión y eficiencia diversos experimentos de medición de emisiones de metano, digestibilidad de nutrientes, o ambos, en pequeños rumiantes tales como cabras, ovejas y ciervos.

Palabras clave: digestibilidad, metano, sistema de cámaras de respiración y metabolismo, pequeños rumiantes.

 

Um sistema de câmara de respiração e metabolismo para medição de emissões de gás e digestibilidade de nutrientes em pequenos ruminantes

Resumo

Um curioso sistema de câmara foi desenvolvido para a medição simultânea de emissões de gás para pequenos ruminantes e a digestibilidade de nutrientes. O comportamento dos animais pode ser facilmente observado no sistema a traves de panéis transparentes. O sistema está composto de câmaras de respiração e metabolismos, unidades de amostragem análises de gás e uma unidade de aquisição de datas. Um teste de recuperação foi desenvolvido usando um gás metano estandardizado (CH4). Os valores de recuperação de CH4 variou entre 96.7 a 99.6% em 8 replicações, e a media foi de 98.1% (coeficiente de variação = 1.3%). Um experimento preliminar foi realizado utilizando 4 cabras pretas nativas coreanas com uma media de peso corporal de 23.5 kg. As cabras consumiram uma mistura de forragem e concentrado 50:50, e um suplemento do 2% do peso corporal. A digestibilidade da matéria seca foi de 70.9%, e a media da produção de gás CH4 foi de 11.6 g/dia a qual foi calculada por 24.7 g/kg do consumo de matéria seca. Usando este sistema, pesquisas com exactidão e eficiência podem ser realizadas para a medição de emissões de metano, digestibilidade de nutrientes, ou ambas em pequenos ruminantes incluindo cabras, ovelhas e veados.

Palavras chave: digestibilidade, metano, sistema de câmara de respiraçao e metabolismo, pequenos ruminantes.


Keywords


digestibility; methane respiration-metabolism chamber system; small ruminant

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