Hetta, Mårten

Förbättrad proteinkvalitet på lokala foderråvaror genom värmebehandling

x

x

Vi fick beslut om fortsatt finansiering till projektet för det tredje året 2014-03-14 och fortsatte verksamheten med att utvärdera labbresultaten (in vitro) från 2012 och 2013. I den första studien hade vi inkuberat olika proteinfodermedlen med en fixgiva (500 mg) av en standard foderstat (spannmål + ensilage) och ökade andelen proteinfodermedel i tre steg om 50 mg och mätte nettoresponsen på ammoniumproduktionen, i enlighet med ett koncept som heter uCP (utilisable Crude Protien) som är beskrivet i ansökan för 2013. I den första studien jämförde vi proteinvärdet hos urea, sojabönor, ärtor, rapsmjöl, åkerböna (som var värmebehandlad 160°C och icke värmebehandlad). Värmebehandlingen var gjord på gårdsnivå med en så kallad ”bönrost” i samarbete med JTI (Fredrik Fågelberg). Urea ändvändes som en kontroll (proteinfri kvävekälla) och de andra fodermedlen valdes med hänsyn till att de är vanligt förkommande lokala fodermedel.

Resultat I:
Analyserna visade att värmebehandlingen förändrade proteinvärdet hos åkerböna till en långsammare nedbrytning i våmmen.

Därefter rekvirerade vi ytterligare små kvantiteter av lokala fodermedel bland annat ärtor, åkerbönor och lupiner. Fodermedlen är producerade på gårdar i Sverige och omfattar både värmebehandlade och icke värmebehandlad råvara. För att få fullständig kontroll över värmebehandlingen avseende temperatur, tid och ångtryck har dessutom partier av lupiner, ärtor, åkerbönor värmebehandlats med och utan autoklav på lab i Umeå. Behandlingarna har omfattat tre fodermedel, tre temperaturer (120, 140 och 160° C), tre tidsintervall (30, 60 90 min). Procedurerna har omfattat värmebehandling med och utan ånga (autoklav). Totalt omfattar provmaterialet (3 (fodermedel) *3 (tider) *3 (temperaturer)*2 (ånga med och utan) +3(kontroll)) vilket gav 57 unika behandlingar, vilket är ett omfattande laborativt arbete. Förutom provpreparering, värmebehandling har verksamheten även omfattat analyser av torrsubstans, vattenhalt, aska och råprotein hos foderråvarorna.

De värmebehandlade proteinfodermedlen blandades därefter med ensilage och torkat korn för att efterlikna fullfoderblandningar till mjölkkor. Alla fullfoderblandningar hade samma råproteinkoncentration (180 g/kg ts). En foderstat bestående av bara ensilage och korn (råproteinkoncentration 132 g/kg ts) användes som kontroll i försöket. Foderblandningarna (500 mg) inkuberades därefter tillsammans med våmvätska och buffertlösning.

Under inkubationen mättes gasproduktionen och mängd ammoniakkväve vilka sedan användes för att beräkna foderblandningarnas smältbarhet och totala mängden tillgängligt protein (både foder- och mikrobprotein= uCP) enligt en metod beskriven av Edmunds m fl (2012).

Resultat II:

Studien visade att värmebehandling Kort tid (30 min) och låg temperatur (120°C) i ventilerad ugn hade ingen effekt på den tillgängliga proteinmängden men ökade smältbarheten för alla foderblandningarna. Autoklavering påverkade inte smältbarheten förutom för ärtor där hög temperatur och lång behandlingstid sänkte smältbarheten. Mängden tillgängligt protein ökade vid autoklavering redan vid kortaste tiden och lägsta temperaturen. Hög temperaturer och lång behandlingstid ökade mängden tillgängligt protein för båda metoderna (med och utan ånga) men högst värden uppnåddes med autoklavering (ånga). Dock sänktes smältbarheten till nära på ursprungsnivåerna vid denna behandling. Studien visar att om proteinfoder ska värmebehandlas ska det antingen göras vid en temperatur på 120-140°C i 30-60 minuter vid ugnsbehandling eller vid ca 105°C i 30-60 minuter om autoklavering (ånga) används. Det kan vara svårt styra värmebehandlingen på gårdsnivå beroende på varierande vattenhalt i fodret och begränsad kontroll på värme och tidsstyrning.

Resultaten har redovisats vid Nordic Feed Science Conferens i juni 2014 (Vaga, Hetta och Huhtanen 2014) samt redovisats vid Grovfoderkonferensen/Mjölkföretagardagarna i Umeå 2015. Vi planerar även att publicera resultaten till en vetenskaplig tidskrift (peer review) under 2015 samt vid seminarier vid SLU och på Jordbruksverkets FoU dagar i Hässlehom 4-5 Mars.

Resultaten från laboratoriestudien visar att åkerböna är den gröda som är mest intressant att studera med ett utfodringsförsök.

Utfodringsförsök:

För att utvärdera svenskodlade proteinfodermedel och för att verifiera effekterna av värmebehandling genomfördes våren 2014 ett utfodringsförsök på SLU Röbäcksdalen. I försöket utfodrades 24 lakterande SRB-kor med en foderstat baserad på 60 % ensilage samt 40 % krossat korn och en av fyra olika proteinfodermedel. Proteinfodermedlen var rapsmjöl (Öpex godkänt för ekologisk produktion), ärtor (torkade och krossade), åkerböna (torkad och krossad) och värmebehandlad åkerböna (rostad i bönrost på gårdsnivå i samarbete med JTI (Fredrik Fågelberg). Som kontrolldiet utfodrades endast ensilage och krossat korn.

Resultaten visade inga skillnader i foderkonsumtion mellan fodermedel men proteinintaget var högst på rapsfoderstaten och lägst på foderstaten utan proteintillskott. Mjölk- och proteinavkastningen var även den något högre på rapsfoderstaten. Det var dock inga skillnader i mjölkavkastning eller ECM mellan utfodring med ärtor eller olika nivåer av åkerböna och med kontrollfoderstaten som var helt utan proteinfoder. Vid jämförelse mellan värmebehandlad och obehandlad åkerböna vid utfodring med samma mängd råprotein (ÅV hög jfm. ÅO) eller vid samma beräknade AAT som i foderstat med obehandlad åkerböna (ÅV låg jfm. ÅO) gav värmebehandlingen inte högre konsumtion, mjölkavkastning eller proteinavkastning. Däremot sågs skillnader i mjölkens ureakoncentration och vissa skillnader i kväveeffektiviteten.

I produktionsförsöket saknades tydliga positiva effekter av att utfodra med proteinfodermedel i huvudtaget då korna producerade lika bra på kontrollfoderstaten baserad på bara ensilage och spannmål som på foderstaterna med ärtor och åkerböna.

Likaså saknades den positiva respons på mjölkproduktionen med värmebehandlat foder som kunde förväntas baserat på våra och tidigare försök i laboratoriemiljö och från andra forskare. Produktionsförsöket stödjer därför inte resultatet från laboratoriestudien att värmebehandlingen ökar proteinvärdet hos åkerbönor.

Resultaten från utfodringsförsöket kan tycka motsägselfullt och i viss mån motstridigt mot vad vi förväntar oss om man utgår från de tabulerade värdena i de flesta fodervärderingssystem (e.g. NorFor, Åkerlind & Volden, 2011). Genom resultat från olika labbstudier (även vår studie) och andra försök med in sacco tekniken (Ørskov och McDonald, 1979) antas ofta proteinfodermedel få ett högre värde om man minskar nedbrytningen i våmmen genom värmebehandling, vilket även stöds av någon enskild produktionsstudie med mjökkor (e.g. Bertilsson, et al., 1994). Men om man i stället studerar större arbeten (e.g. Ipharraguerre och Clark, 2005) och resultaten från andra studier e.g. meta-analyser av produktionsförsök med mjölkkor(Huhtanen & Hristov, 2009; Huhtanen, Hetta, & Swensson 2011), så finner man att värmebehandling av raps och sojamjöl saknar effekt på mjölkproduktionen och proteinutnyttjandet. Vårt produktionsförsök i det här projektet stöder slutsatserna från den internationella litteraturen på området, att responsen på proteinutfodring i mjölkproduktionen är ofta lägre än förväntat och att värmebehandling inte höjer värdet på proteinfodermedel. Detta är av stor betydelse för lönsamheten i mjölkproduktionen, då lantbrukare idag betalar extra för värmebehandlingen och många gånger överskattar nyttan av proteinutfodringen.

Projektet visar sammantaget att det är tveksamt, särskilt på ekologiska mjölkgårdar om det är lönsamt att utfodra proteinfodermedel och om värmebehandling av proteinfoder är nödvändigt både med hänsyn till miljö och ekonomi.

Tack till!

Ingela Löfquist Hushållningssällskapet Kristianstad län för gott samarbete, framför allt kontakter med lantbrukare, Fredrik Fågelberg (JTI) för hjälp med bönrosten, medarbetare Pekka Huhtanen, Annika Höjer, Mohammad Ramin och Merko Vaga för era insatser i samband med allt arbete i labb, djurstallar och resultatsamanställning.

Referenser

Bertilsson, J., Gonda, H.-L. & Lindberg, J.E. 1994. Effect of level and degradability of rapeseed meal in rations for dairy cows. 1. Animal performance. Acta Agric. Scand., Sect. A, Anim. Sci. 44, 222–229.

Edmunds, B., Südekum, K.-H., Spiekers, H., Schuster, M. & Schwarz, F.J., 2012. Estimating utilisable crude protein at the duodenum, a precursor to metabolisable protein for ruminants, from forages using a modified gas test. Anim. Feed Sci. Technol. 175, 106-113.
Huhtanen, P. & Hristov, A.N. 2009. A meta-analysis of the effects of protein concentration and degradability on milk protein yield and milk N efficiency in dairy cows. J. Dairy Sci. 92:3222–3232.

Huhtanen, P., Hetta, M. & Swensson C. 2011. Evaluation of canola meal as a protein supplement for dairy cows: a review and meta-analysis of canola meal as a protein supplement for dairy cows: a review and meta-analysis. 2011. Canadian Journal of Animal Science, 91, 529-543.

Ipharraguerre, I.R. & Clark, J.H. 2005. Impacts of the source and amount of crude protein on the intestinal supply of nitrogen fractions and performance of dairy cows J. Dairy Sci. 88:(E.Suppl.):E22–E37.

Ørskov, E.R. & McDonald, I., 1979. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to the rate of passage. J. Agr. Sci. 92, 499–503.

Åkerlind, M. & Volden, H. 2011. Standard feeding value. In: NorFor-The Nordic Feed evaluation system. EAAP Publication No 130. Ed. Volden H. 137-140.

Presentationer och Publikationer inom projektet 2014-2015

Hetta, M. Gidlund, H & Huhtanen, P. 2012. Optimerad proteinutfodring till mjölkkor! Forskning och utveckling inom ekologiskt lantbruk, FoU dag 11/4 i Mjölby, OH-bilder

Höjer, A. 2015. Optimal utfodring av svenskodlat proteinfoder – behövs värmebehandling? Muntlig och skriftlig presentation Grovfoderkonferensen i Umeå 29/1 2015.

Vaga, M. Hetta, M.;& Huhtanen, P. 2014. Effects of heat treatment on protein feeds evaluated in vitro utilizing the method utilizable protein. Edited by: Uden, P. Proceedings of the 5th Nordic Feed Science Conference, Uppsala, Sweden, 10-11 June 2014, 157-162.