Effect of Lactobacillus and Bacillus subtilis on the fermentative process of corn silage and performance of beef cattle and sheep

Abstract

O nosso objetivo foi determinar o impacto do Lactobacillus e Bacillus subtilis como aditivos sobre a qualidade da silagem de milho e desempenho de gado de corte e ovinos. Para isso, três experimentos foram conduzidos. O primeiro estudo investigou o efeito do L. buchneri como inoculante para silagem ou probiótico sobre a fermentação ruminal da silagem de milho em condições in vitro. O experimento foi conduzido em um esquema fatorial 2 × 3, sendo duas silagens (não inoculada ou inoculada com L. buchneri) como substratos combinadas com três fluidos ruminais obtidos a partir dos ovinos que consumiram as três diferentes dietas descritas no segundo estudo. Os resultados apontaram que o uso do L. buchneri como inoculante para silagem alterou os padrões de fermentação da silagem de milho aumentando a produção de gás em todos os tempos avaliados. No entanto, este acréscimo não foi acompanhado do aumento na digestibilidade da matéria orgânica ou concentração total de ácidos graxos voláteis. Por outro lado, a utilização do L. buchneri como probiótico parece ter um maior impacto sobre os produtos finais da fermentação in vitro do que sobre a produção de gás, sendo estes resultados mais contundentes em tempos mais curtos de fermentação (até 9 horas de fermentação). O segundo estudo investigou o efeito do L. buchneri como inoculante para silagem ou probiótico em ovinos. Seis ovinos canulados foram utilizados em um duplo quadrado latino 3 × 3 contendo três períodos de 19 dias cada, e os ovinos foram alimentados ad libitum com uma dieta total usando a relação volumoso:concentrado 70:30. As dietas foram compostas de 1) silagem de milho não inoculada; 2) silagem de milho inoculada; e 3) silagem de milho não inoculada com uma dose de L. buchneri aplicada diretamente dentro do rúmen dos ovinos. L. buchneri quando usado como inoculante para silagem modificou a fermentação e composição química da silagem de milho e, aumentou o consumo de matéria seca em ovinos com uma pequena alteração na população relativa de Ruminococcus flavefaciens e na fermentação ruminal. Por outro lado, L. buchneri como probiótico somente refletiu em uma mínima alteração na proporção relativa de R. flavefaciens. O terceiro estudo investigou o efeito da combinação do Lactobacillus plantarum com Lactobacillus buchneri (silagem LBLP) ou B. subtilis (silagem BSLP) em silagem de milho sobre o desempenho de gado de corte terminado em confinamento. Trinta e seis tourinhos cruzados Nelore × Pardo Suíço (peso vivo inicial de 316 ± 33,9 kg) foram alimentados ad libitum com uma dieta total usando a relação volumoso:concentrado de 40:60 durante 89 dias após adaptação. Os tourinhos (n = 12) foram distribuídos para uma das três dietas contendo silagem de milho não tratada, LBLP e BSLP em delineamento inteiramente ao acaso. A inoculação bacteriana da silagem de milho não afetou o consumo e o desempenho dos animais, mas reduziu a digestibilidade aparente das dietas. Em geral, os resultados dos três experimentos revelaram que os inoculantes bacterianos não foram hábeis em melhorar o processo fermentativo em silagens de milho e o desempenho dos animais alimentados com estas silagens.

Our objective was to determine the impact of Lactobacillus and Bacillus subtilis as silage additives on the quality of corn silage and their effects on the performance of beef cattle and sheep. For that, three studies were carried out. The first study investigated the effect of L. buchneri as a silage inoculant or probiotic on in vitro ruminal fermentation of corn silage. The experiment was carried out under a 2 × 3 factorial arrangement, with two silages (untreated or treated with L. buchneri) as substrate combined with three ruminal fluids obtained from the wethers consuming the three different diets described in the second study. The results appointed that L. buchneri as a silage inoculant alters fermentation patterns of corn silage leading to an increase in gas production over time; however, this increase is not accompanied by increased organic matter digestibility or total volatile fatty acids concentration. Conversely, the utilization of L. buchneri as a probiotic appears to have a greater impact on fermentation end products than in vitro gas production, particularly during earlier stages of fermentation (i.e., up to 9 h of fermentation). The second study investigated the effect of L. buchneri as a silage inoculant or probiotic in wethers. Six cannulated-wethers were arranged in a double 3 × 3 Latin square of three 19-d periods, and they were fed a total mixed ration ad libitum using a 70:30 forage:concentrate ratio. Diets were composed of 1) untreated corn silage; 2) inoculated corn silage; and 3) untreated corn silage with a daily dose of L. buchneri applied directly into the rumen of the wethers. L. buchneri as a silage inoculant led to changes in fermentation and chemical composition of corn silage, and increased dry matter intake with additional minor shifts in the relative proportion of Ruminococcus flavefaciens and ruminal fermentation of wethers. Conversely, L. buchneri as a probiotic led only to a minimal shift in the relative proportion of R. flavefaciens. The third study investigated the effect of combining Lactobacillus plantarum either with Lactobacillus buchneri (LBLP silage) or B. subtilis (BSLP silage) for corn silage on the growth performance of finishing feedlot beef cattle. Thirty six Nellore × Brown Swiss crossbred bulls (initial body weight of 316 ± 33.9 kg) were fed a total mixed ration ad libitum using a 40:60 forage:concentrate ratio for 89 d post-adaptation. Bulls (n = 12) were distributed in a completely randomized design for one of three diets containing untreated, LBLP and BSLP corn silage. Silage inoculation unaffected feed intake and growth performance of bulls, but depressed apparent digestibility of the diets. Overall, the results of the three experiments revealed that bacterial inoculants were not able to improve the fermentation process of corn silage and the performance of animals fed corn silage-based diet.