Performance, nitrogen metabolism, and mammary gland development of grazing HolsteinxGyr crossbred heifers supplement with different levels of rumen undegradable protein

Abstract

The objective was to assess the impact of supplementing with increasing levels of RUP on the performance, N metabolism, and mammary gland development of grazing dairy heifers. Twenty-eight crossbred Holstein×Gyr dairy heifers (initial BW of 278 ± 50.4 kg) were grazed intermittently on Megathyrsus maximus cv. BRS Quênia grass pasture for an experimental period of 84 d, divided into four sampling sub- periods of 21 d each. The experiment followed a randomized block design, consisting of three treatments with increasing levels of RUP and a control group (CON). The supplemented groups received 30% (RUP30), 48% (RUP48), or 66% (RUP66) of RUP in their supplement. The supplement was provided at 0.5% of the animals' BW, with a consistent CP content around 24% across all treatments. Sampling of pasture, feces, and urine was performed on four consecutive d in each sub-period. On d 0 and 19 of each sub-period, the animals were weighed, and biometric measurements were recorded. Ultrasonic mammary gland images were taken on d 0, 42, and 84. Blood samples were collected on the same d to measure the concentrations of IGF-1, albumin, total proteins, urea, and glucose. At d 0, 42, and 84 the development of the reproductive tract was assessed by transrectal palpation using an ultrasound device. Liver tissue was sampled on d 0 and 84. Supplemented animals had higher DMI, relative DMI (g/kg of BW), and nutrient intake when compared to CON animals. A quadratic effect of RUP level was observed for supplement DMI, pasture DMI, DMI, and nutrient intake with higher values noted in the RUP48 treatment. The supplemented animals had a significant increase in the digestibility of DM, CP, and OM. There was a linear increase in the digestibility of NDF and OM across the RUP level. Supplemented animals achieved higher BW, ADG, thoracic circumference, and rump height when compared to the CON animals. A quadratic effect of RUP level was observed for BW and ADG, with higher values in the RUP48 treatment. Supplemented animals had higher N intake, urinary and fecal N excretion, and microbial CP synthesis when compared to CON animals. A quadratic effect of RUP level was observed for N intake and fecal N excretion, with higher values in the RUP48 treatment. Supplemented animals had a lower pixel count in the mammary gland when compared to the CON animals and there was no effect of RUP level on this variable. Supplemented animals had higher levels of urea and blood IGF-1 when compared to CON animals. A quadratic effect of RUP level was observed for total serum protein, with higher levels in the RUP48 treatment. Supplementation resulted in higher BCS, greater mean horn diameter, and improved reproductive tract tone and score. An increasing linear effect was observed for uterine tone across the RUP levels, with higher values in the RUP66 treatment. Supplemented animals had higher liver expression of Glutamic-oxaloacetic transaminase 1 (GOT1) enzyme. Additionally, a quadratic effect was observed for GOT1 expression across the RUP levels, with lower expression in RUP48 and RUP66 treatments. In conclusion, a RUP level of 48% in the feed supplement is the optimal recommendation for grazing Holstein×Gyr crossbred dairy heifers, as it generally improves performance and N metabolism. Keywords: weight gain; protein metabolism; protein supplementation.objetivo foi avaliar o impacto da suplementação com níveis crescentes de PNDR sobre o desempenho, metabolismo do nitrogênio e desenvolvimento da glândula mamária de novilhas leiteiras em pastejo. Vinte e oito novilhas mestiças Holandês × Gir (Peso médio inicial = 278 ± 50,4 kg), foram manejadas de forma intermitente em pastagem de Capim Megathyrsus maximusCv. BRS Quênia, por um período experimental de 84 dias, dividido em quatro subperíodos amostrais de 21 dias cada. O experimento seguiu o delineamento em blocos casualizados, composto por três tratamentos com níveis crescentes de PNDR e um grupo controle (CON). Os grupos suplementados receberam 30% (PNDR30), 48% (PNDR48) e 66% (PNDR66) de PNDR em seu suplemento. O suplemento foi fornecido à 0,5% do PV dos animais, com um teor constante de PB de 24% em todos os tratamentos. A amostragem de pastagem, fezes e urina foi realizada em quatro dias consecutivos no final de cada subperíodo. Nos dias 0 e 19 de cada subperíodo, os animais foram pesados e as medidas biométricas foram registradas. Imagens de ultrassom da glândula mamária foram realizadas nos dias 0, 42 e 84. As amostras de sangue foram coletadas no mesmo dia para medir as concentrações de IGF-1, albumina, proteínas totais, ureia e glicose. Nos dias 0, 42 e 84, o desenvolvimento do trato reprodutivo foi avaliado por palpação transretal com aparelho de ultrassom. O tecido hepático foi amostrado no dia 0 e 84. Os animais suplementados apresentaram maior consumo de CMS, CMS relativo (g/kg de PV) e ingestão de nutrientes quando comparado aos animais CON. Observou-se efeito quadrático do nível de PNDR para consumo de suplemento, CMS da pastagem, CMS e ingestão de nutrientes, com maiores valores observados no tratamento PNDR48. Os animais suplementados tiveram um aumento significativo na digestibilidade da MS, PB e MO. Houve um aumento linear na digestibilidade da FDN e MO com o aumento dos níveis de PNDR. Os animais suplementados obtiveram maior PC, GMD, circunferência torácica e altura da garupa quando comparados aos animais CON. Observou-se efeito quadrático do nível de PNDR para PC e GMD, com valores mais elevados no tratamento PNDR48. Os animais suplementados apresentaram maior consumo de N, excreção urinária e fecal de N e síntese microbiana de PB quando comparados aos animais CON. Observou-se efeito quadrático do nível de PNDR para ingestão de N e excreção fecal de N, com maiores valores no tratamento PNDR48. Os animais suplementados apresentaram menor contagem de pixels na glândula mamária quando comparados aos animais CON e não houve efeito do nível de PNDR sobre essa variável. Os animais suplementados apresentaram maiores níveis de ureia e IGF-1 no sangue quando comparados aos animais CON. Observou-se efeito quadrático do nível de PNDR para a proteína sérica total, com níveis mais elevados no tratamento PNDR48. A suplementação resultou em maior ECC, maior diâmetro médio do corno uterino, e melhor tônus e pontuação do trato reprodutivo. Um efeito linear crescente foi observado para o tônus uterino em todos os níveis de PNDR, com valores mais altos no tratamento PNDR66. Os animais suplementados apresentaram menor expressão hepática da enzima glutâmico-oxaloacética transaminase 1 (GOT1). Além disso, foi observado um efeito quadrático para a expressão de GOT1 entre os níveis de PNDR, com menor expressão nos tratamentos PNDR48 e PNDR66. Em conclusão, um nível de PNDR de 48% no suplemento é a recomendação ideal para novilhas leiteiras mestiças Holandês × Gir em pastejo, pois de modo geral melhorou o desempenho e o metabolismo do N. Palavras-chave: ganho de peso; metabolismo proteico; suplementação proteica.