Show simple item record

dc.contributor.advisorDønnem, Ingjerd
dc.contributor.advisorEknæs, Margrete
dc.contributor.advisorSchwarm, Angela
dc.contributor.advisorSteinshamn, Håvard
dc.contributor.advisorWhist, Anne-Cathrine
dc.contributor.authorWeiby, Kim Viggo Paulsen
dc.date.accessioned2024-05-27T11:58:35Z
dc.date.available2024-05-27T11:58:35Z
dc.date.issued2024
dc.identifier.isbn978-82-575-2156-1
dc.identifier.issn1894-6402
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/3131543
dc.description.abstractEmission of enteric methane (CH4) from ruminants have become a growing concern for policymakers globally as CH4 now account for 6% of global greenhouse gas (GHG) emissions and the warming effect in the atmosphere is 28 times that of carbon dioxide (CO2). The Norwegian agricultural sector has made an agreement with the government to reduce GHG emissions by 5 million tonnes of CO2 equivalents from 2021 to 2030, and improved forage quality is one of the main strategies to achieve this reduction. Grass-clover silage constitutes a large part of ruminant diets in Northern and Western Europe, as well as in North America. Timothy (Phleum pratense L) has been the dominating perennial grass species in Norway, Sweden, Finland and Iceland for centuries, but as climate is getting warmer perennial ryegrass (Lolium perenne L) species has become more commonly used, especially in the coastal areas with mild winters. Due to increased temperatures and extended growing season, it is now possible to increase the number of cuts per season, and increased harvest frequency is already used as a strategy to harvest high quality forage for ruminants. However, the impact of silage chemical composition, ley species, harvest frequency, wilting, fermentation pattern, and use of mixed silages from different cuts on in vitro and in vivo CH4 production is largely unknown. Therefore, the overall objective of this doctoral thesis was to develop strategies in silage production to mitigate enteric methane emissions from ruminants. We aimed to identify the quality attributes of grass and clover silage associated with variation in in vitro CH4 production, and to test the effects of grassland species, cutting frequency, wilting and fermentation pattern on in vitro CH4 production. Further, we aimed to investigate the effect of ley species (timothy, perennial ryegrass and red clover) and cutting frequency (two vs. three cuts per season) on dry matter intake (DMI), milk production and CH4 production in lactating dairy cows. In Paper I we found that among all investigated silage composition variables, neutral detergent fiber (NDF) and indigestible neutral detergent fiber (iNDF) were the most important correlating negatively (r = - 0.63 and r = - 0.48, respectively, P < 0.001) with in vitro CH4 production, while water soluble carbohydrates (WSC) and organic matter digestibility (OMD) were the most important correlating positively (r = 0.57 and r = 0.44, respectively, P < 0.001) with in vitro CH4 production. In Paper II we found that in vitro CH4 production was, on average, 8.2% lower (31.3 vs. 34.1 mL/g OM, respectively, P < 0.001) for the two-cut system than for the three-cut system, and 5.6% lower (32.2 vs. 34.1 mL/g OM, P < 0.001) in timothy than in perennial ryegrass. Silage DM concentration did not affect CH4 production but using formic acid additive increased CH4 production 3.7% (32.4 vs. 33.6 mL/g OM, P = 0.003) compared to untreated silage. In Paper III we found that in vivo CH4 production (g/day) and yield (g/kg DMI) did not differ between three-cut system and two-cut system in timothy, but CH4 intensity was 6.8% lower (16.5 vs. 17.7 g/kg energy corrected milk (ECM), P = 0.003) for the three-cut system compared to the two-cut system. Further we found that timothy obtained 5.6% (22.1 vs. 23.4 g/kg DMI, P = 0.05) and 5.2% (16.5 vs. 17.4 g/kg ECM, P = 0.02) lower CH4 yield and intensity, respectively, compared to perennial ryegrass. Increasing the red clover proportion in the diet from 0 to 100% linearly increased CH4 production by 3.8% (476 vs. 495 g/d, P = 0.05), linearly increased CH4 yield by 10.9% (22.1 vs 24.8 g/kg DMI, P < 0.001) and linearly increased CH4 intensity by 9.8% (16.5 vs. 18.3 g/kg ECM, P < 0.001). In conclusion, the present results show that it is a viable strategy for farmers in Northern and Western Europe, as well as in North America, to mitigate enteric CH4 emissions in dairy cows by increasing harvest frequency and to use timothy rather than perennial ryegrass or pure red clover silage in the diet.en_US
dc.description.abstractUtslipp av enterisk metan (CH4) fra drøvtyggere har blitt en økende bekymring for politiske beslutningstakere globalt ettersom CH4 nå står for 6% av globale utslipp av klimagasser og oppvarmingseffekten av CH4 i atmosfæren er 28 ganger kraftigere enn CO2. Jordbrukssektoren i Norge har inngått en avtale med myndighetene der de har forpliktet seg til å kutte utslipp tilsvarende 5 millioner tonn CO2 ekvivalenter i perioden fra 2021 til 2030, og økt fôrkvalitet er en av hovedstrategiene for å nå dette målet. Surfôr av gras og kløver utgjør en stor andel av fôret til drøvtyggere i nord, - og vest Europa, i tillegg til i Nord Amerika. Timotei (Phleum pratense L) har vært den dominerende flerårige grasarten i Norge, Sverige, Finland og Island i århundrer, men ettersom klimaet blir varmere har også flerårig raigras blitt vanligere, spesielt i kystnære områder med milde vintre. På grunn av økte temperaturer og en lengre vekstsesong er det nå mulig å øke antallet slåtter per sesong. Økt slåttefrekvens er allerede en velkjent strategi for å øke kvaliteten i drøvtyggerfôret. Det er imidlertid ukjent hvilken påvirkning surfôrets kjemiske innhold, bruk av ulike engarter, høstefrekvens, fortørking, gjæringskvalitet eller bruk av ulike slåtter har på in vitro og in vivo CH4 produksjon. Derfor var det overordnede målet i denne doktorgrads avhandlingen å utvikle strategier i surfôrproduksjonen for å redusere enterisk metangassutslipp fra drøvtyggere. Vi hadde som mål å identifisere kvalitetsparametre i surfôr av gras og kløver som har sammenheng med variasjon i in vitro CH4 produksjon, samt å teste effekten av ulike engarter, høstefrekvenser, fortørkingsnivåer og gjæringsmønstre på in vitro CH4 produksjon. Videre ønsket vi å undersøke effekten av engarter (timotei, flerårig raigras, rødkløver) og høstefrekvens (to vs. tre slåtter per sesong) på tørrstoffopptak, melkeproduksjon og CH4 produksjon hos mjølkekyr. I artikkel 1 fant vi at blant alle surfôrvariabler som ble undersøkt var NDF og iNDF de aller viktigste med negativ korrelasjon (r = - 0.63 og r = - 0.48 respektiv, P < 0.001), mens WSC og OMD var de viktigste med positiv korrelasjon (r = 0.57 og r = 0.44 respektiv, P < 0.001) til in vitro CH4 produksjon. I artikkel 2 fant vi at in vitro CH4 produksjon var gjennomsnittlig 8.2% lavere (31.3 vs. 34.1 mL/g OM respektivt, P < 0.001) i toslåttsystemet sammenlignet med treslåttsystemet, og 5.6% lavere (32.2 vs. 34.1 mL/g OM, P < 0.001) i timotei sammenlignet med flerårig raigras. Surfôrets tørrstoffkonsentrasjon hadde ingen effekt på CH4 produksjonen, mens bruk av maursyretilsetning økte CH4 produksjonen med 3.7% (32.4 vs. 33.6 mL/g OM, P = 0.003) sammenlignet med ubehandlet surfôr. I artikkel 3 fant vi ingen forskjell i in vivo CH4 produksjon i gram CH4 per dag eller i gram CH4 per kg tørrstoffopptak hos mjølkekyr som fikk enten timotei fra toslåttsystem eller fra treslåttsystem. Metanintensiteten (g/kg EKM) var 6.8% lavere (16.5 vs. 17.7 g/kg EKM, P = 0.003) hos kyr som hadde fått timotei fra treslåttsystem sammenlignet med kyr som hadde fått timotei fra toslåttsystem. Videre fant vi at kyr som hadde fått surfôr av timotei i reinbestand hadde 5.6% lavere CH4 ytelse (22.1 vs. 23.4 g/kg TS opptak, P = 0.05) og 5.2% lavere CH4 intensitet (16.5 vs. 17.4 g/kg EKM, P = 0.02) sammenlignet med kyr som hadde fått flerårig raigras i reinbestand. En økning i andelen rødkløver fra 0 til 100% i rasjonen til mjølkekyr ga en lineær økning i CH4 produksjonen på 3.8% (476 vs 495 g/d, P = 0.05), en lineær økning i CH4 ytelsen på 10.9% (22.1 vs 24.8 g/kg TS opptak, P < 0.001) samt en lineær økning i CH4 intensiteten på 9.8% (16.5 vs. 18.3 g/kg EKM, P < 0.001). Resultatene i denne avhandlingen viser at en god strategi for bønder med drøvtyggerproduksjoner i Nord, - og Vest-Europa og Nord Amerika som ønsker å redusere enterisk CH4 gassutslipp er å øke høstefrekvensen i surfôrproduksjonen. I tillegg kan det anbefales å øke bruken av timotei heller enn flerårig raigras og rødkløver i reinbestand i rasjonen til drøvtyggere.en_US
dc.description.sponsorshipNorwegian Research Council ; TINE SAen_US
dc.language.isoengen_US
dc.publisherNorwegian University of Life Sciences, Åsen_US
dc.relation.ispartofseriesPhD Thesis;2024:30
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.no*
dc.subjectGrass silageen_US
dc.subjectEnteric methaneen_US
dc.subjecttimothyen_US
dc.subjectred cloveren_US
dc.subjectperennial ryegrassen_US
dc.subjectgreenfeed systemen_US
dc.titleStrategies in silage production to mitigate enteric methane emissions from ruminantsen_US
dc.title.alternativeStrategier i surfôrproduksjonen for å redusere enterisk metangassutslipp fra drøvtyggereen_US
dc.typeDoctoral thesisen_US


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal
Except where otherwise noted, this item's license is described as Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal