Evaluation of the effect of molybdenum nanoparticles on the course of metabolic processes in the rumen of ruminants (in vitro) | Оценка воздействия наночастиц молибдена на течение метаболических процессов в рубце жвачных (in vitro)

English. Molybdenum (Mo) is an microelement important for animals and humans. The requirements of productive animals in particular of beef cattle for this element are not well determined, since Mo deficiency has not been recorded under practical feeding conditions. There is limited evidence that inclusion of molybdenum in the diet of sheep and cattle can improve diet digestibility. The aim of the study was to investigate the effect of Mo on the rumen microbiota and the course of metabolic processes in the rumen using an in vitro method. In the experiment, Mo nanoparticles (NPs) (size 50 nm, molybdenum content 99.7%, O2 – 0.3%, Ssp – 14 m²/g, obtained by plasma-chemical synthesis) were used at the rates of 1.0, 1.7 and 2.0 mg/kg dry matter (DM). Mill offal was used as a feed substrate (in the control without the inclusion of NPs). The study of metabolic processes in the rumen of ruminants was carried out in vitro using the ANKOM DaisyII incubator (modifications D200 and D200I) according to a specialised technique. The use of supraphysiological norms of molybdenum in the artificial rumen system can disrupt the balance of microorganisms, reducing the number of ciliates by 9.3-15.4%, the biomass of protozoa in the rumen contents by 18.2-22.7%, while stimulating the growth of bacteria by 19.2-30.8% in norms not exceeding 1.7 mg/kg DM. The molybdenum inclusion in different norms contributed to an increase in the digestibility of the feed substrate DM by up to 5%, the level of VFA by 12.4-21.1%, and total nitrogen in the rumen fluid by 21.1-1.1% relative to the control values, which allows us to consider this element as a component of a premix for ruminants to stimulate metabolism and increase animal performance.

Russian. Молибден (Mo) – важный микроэлемент для животных и человека. Потребности продуктивных животных в этом элементе не очень хорошо определены, в частности для мясного скота, поскольку в практических условиях кормления его дефицит не был зарегистрирован. Имеются ограниченные доказательства того, что включение в рацион овец и крупного рогатого скота молибдена может улучшить усвояемость рациона. Цель исследования – изучение влияния Mo на микробиоту рубца и течение метаболических процессов в рубце методом in vitro. В опыте использовали наночастицы (НЧ) Мо (размер 50 нм, содержание молибдена 99,7%, О2 – 0,3%, Sуд – 14 м²/г, получены методом плазмохимического синтеза) в дозах 1,0, 1,7 и 2,0 мг/кг сухого вещества (СВ). В качестве кормового субстрата использовали отруби пшеничные (в контроле без включения НЧ). Исследование процессов метаболизма в рубце жвачных осуществляли методом in vitro c использованием установки – инкубатора "ANKOM DaisyII" (модификации D200 и D200I) по специализированной методике. Использование супрафизиологических доз молибдена в системе "искусственный рубец" может нарушать баланс микроорганизмов, снижая количество инфузорий на 9,3…15,4%, биомассу простейших в рубцовом содержимом на 18,2…22,7%, одновременно стимулируя рост бактерий на 19,2…30,8% в дозировках, не превышающих 1,7 мг/ кг СВ. Включение молибдена в различных дозах способствовало увеличению переваримости СВ кормового субстрата до 5%, уровня ЛЖК – на 12,4…21,1%, общего азота в рубцовой жидкости – на 21,1…41,1% относительно контрольных значений, что позволяет рассматривать этот элемент в качестве компонента премикса для жвачных животных с целью стимуляции метаболизма и увеличения продуктивности.