Vliv přídavku biocharu do krmné dávky koní na složení fekální bakteriální komunity

Bc. Barbora Rokosová

Master's thesis

Effect of biochar supplementation of horse diet on the composition of fecal bacterial community

Abstract:

Bakteriální komunita je nejhojnější a nejdůležitější složkou střevní mikrobiální komunity koní. Mikrobiální komunita (bakterie, prvoci, houby, archea, kvasinky) je stěžejní pro využití živin i udržení zdraví trávicí soustavy. Symbiotické organismy ve střevní mikrobiotě tlustého střeva napomáhají vstřebávání živin, syntéze vitaminů skupiny B a zejména jsou zodpovědné za mikrobiální fermentaci vlákniny. Fermentací vlákniny vznikají těkavé mastné kyseliny, které jsou pro koně významným zdrojem energie. Koně jsou velmi náchylní k narušení střevní mikrobiální komunity, proto jsou ověřovány různé krmné strategie, které by vedly k rozvoji robustní mikrobiální komunity a podpoře zdraví trávicí soustavy. Jednou z těchto strategií může být využití biocharu, uhlíkaté látky podobné aktivnímu uhlí, v krmných dávkách koní. Cílem práce bylo ověřit účinky podávání biocharu na složení fekální bakteriální komunity koní. Předpokládali jsme, že biochar zvýší zastoupení prospěšných (např. celulolytických) a sníží zastoupení patogenní bakterií. Do pokusu bylo vybráno 8 dospělých teplokrevných koní (6 klisen a 2 valaši o stáří 12.1 ± 5.3 roky a tělesné hmotnosti 613.8 ± 39.3 kg). Koně byli použiti v křížovém designu experimentu sestávajícímu ze dvou etap, která každá trvala 15 dní. Krmné dávky byly: 1. kontrolní, základní krmná dávka skládající se z lučního sena a mačkaného ječmene (poměr sušiny 80:20), a 2. biochar, základní krmná dávka suplementovaná 10 g biocharu na 1 kg sušiny krmné dávky. Od koní byly po přivyknutí na krmnou dávku sbírány výkaly v průběhu 4 dní v každé etapě experimentu, ze společného vzorku výkalů za celé dané období byla provedena analýza fekálního mikrobiomu. Po vyhodnocení pokusu nebyl pozorován žádný statisticky významný rozdíl (p>0,05) mezi složením fekální bakteriální komunity koní s krmnou dávkou suplementovanou biocharem a skupinou koní s kontrolní krmnou dávkou. Naše výsledky naznačují, že podávání biocharu neovlivňuje složení bakteriální komunity. Biochar tedy nemá příznivý ani negativní vliv na složení bakteriální komunity a může tak být bez obav podáván koním s cílem využít jeho jiné pozitivní účinky na trávicí soustavu (úprava pH, vychytávání toxinů).

Abstract:

The bacterial community is the most abundant and important component of horse's intestinal microbial community. The microbial community (bacteria, protozoa, fungi, archaea, yeast) is crucial for the use of nutrients and maintaining the health of the digestive system. Symbiotic organisms in the intestinal microbiota of the large intestine help the absorption of nutrients, the synthesis of B vitamins and are especially responsible for the microbial fermentation of fiber. Fermentation of fiber produces volatile fatty acids, which are a source of energy for horses. Horses are very prone to disrupt the intestinal microbial community, so various feeding strategies are being tested, which have led to the development of a robust microbial community and the promotion of digestive health. One of these strategies may be the use of biochar, a carbonaceous substance similar to activated carbon, in horse feed rations. The aim of the work was to verify the effects of biochar administration on the composition of the faecal bacterial community of horses. We assumed that biochar will increase the proportion of beneficial (e.g. cellulolytic) and reduce the proportion of pathogenic bacteria. Eight Warmblood horses (mean ± SD; 613.8 ± 39.3 kg of body weight, BW) were chosen for the experiment. Horses were used in a crossover design consisting from two 15–day periods. Treatment were (1) Control, basal diet consisted of meadow hay and crushed barley (80:20 on dry matter (DM) basis), and (2) Biochar, basal diet supplemented with 10 g of biochar/kg of diet DM. Faeces were collected from the horses for the 4 days period at each stage of the experiment after acclimatization to the feed ration, and fecal microbiome analysis was performed from a overall faecal sample from the whole period. After evaluation of the experiment, no statistically significant difference (p> 0.05) was observed between the composition of the faecal bacterial community of horses with a feed dose supplemented with biochar and a group of horses with a control feed dose. Our results suggest that biochar administration does not affect the composition of the bacterial community. Thus, Biochar has no positive or negative effect on the composition of the bacterial community and can be safely feeded to horses in order to take advantage of its other positive effects on the digestive system (pH adjustment, toxin uptake).

Keywords

kůň, biochar, bakterie, sekvenování

Keywords

biochar, bacteria, sequencing, horse

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miroslav Joch, Ph.D.
• Reader: Václav Kudrna, Ing., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Animal Nutrition