ETT:n rehuseminaari, Helsinki 30.10-2018 ScenoProt-hanke edistää Suomen valkuaisomavaraisuutta Tutkimusprofessori Marketta Rinne Luonnonvarakeskus, Jokioinen www.luke.fi marketta.rinne@luke.fi
Valkuaisaineet ovat elämän keskeisiä yhdisteitä Muodostuvat aminohapoista Ovat lukuisien entsyymien, kudosten sekä maidon ja lihan rakennusaineita Nisäkkäät tarvitsevat aminohappoja ravinnosta Mikrobit pystyvät muodostamaan niitä typestä Palkokasvien juurinystyrät Märehtijöiden pötsi
ScenoProt-hankkeen visio vuodelle 2030 Vuonna 2030 suomalaiset syövät terveellistä ja kestävästi tuotettua ruokaa. Vuonna 2030 valkuaisomavaraisuutemme on vankka. Eläinten rehuna käytetään paljon kotimaista täydennysvalkuaista kuten härkäpapua ja hernettä. Kasvi-, sieni-, hyönteis- ja kalatuotteita syödään runsaasti. Lihaa syödään aiempaa vähemmän. Ihmisravinnoksi ja eläinten rehuksi saadaan proteiinia uusista lähteistä, jotka eivät rasita ympäristöä ja löytyvät läheltä. Uudet suomalaiset elintarvikkeet on tuotteistettu niin, että kuluttajat pitävät niistä. Ne ovat tunnettuja brändejä myös maailmalla.
Valkuaisomavaraisuus on vahvasti esillä Täydennysrehuvalkuaisen omavaraisuus Suomessa on vain n. 15 % ja sama trendi koko EU:ssa Kotieläinten ruokinnassa valtaosa valkuaisesta tulee perusrehuista Yksimahaisilla viljat Märehtijöillä nurmirehut ja viljat Vain pieni osa valkuaisesta tulee ns. valkuaistäydennysrehuista kuten soijarouheesta ja rypsi-/rapsipohjaisista rehuista Niiden osalta omavaraisuus on tosiaan matala Kaikki soija on tuontia Rypsi/rapsirehuista arviolta 2/3 tuontia
Kotieläintuotannolle löytyy paikka, kun: Tuotanto huomioi eläinten hyvinvoinnin ja terveyden Ruokinta on järjestetty taloudellisesti, resurssitehokkaasti ja ympäristö huomioiden, mm. Sivutuotteiden käyttö Monipuolinen rehuntuotanto lisää biodiversiteettiä Nurmiviljelyn monet edut Ruokinnan optimointi Rehujen laadun tuntemus ja eläinten tarpeiden mukainen ruokinta (www.luke.fi/rehutaulukot) Kotieläintuotanto monipuolistaa ruokajärjestelmää ja lisää resilienssiä Kotieläintuotteet ovat ravitsemuksellisesti laadukkaita ja kuuluvat ruokakulttuuriimme mutta muistetaan kohtuus kaikessa!
Märehtijöiden ja yksimahaisten vahvuudet kotieläintuotannossa eroavat selvästi toisistaan Märehtijät Pötsimikrobit sulattavat tehokkaasti kuitua Nurmiviljely Kuitupitoiset sivutuotteet Pötsin mikrobisynteesin avulla laadukasta valkuaista kuidusta ja yksinkertaisista typellisistä yhdisteistä Pötsissä muodostuu metaania mutta se ei ole fossiilista vaan kierrätettyä! Yksimahaiset siat, siipikarja Hyvä rehun muuntosuhde Rehut pääsääntöisesti suoraan käytettävissä myös ihmisravinnoksi: Tärkkelystä, puhdasvalkuaista, tiukat vaatimukset aminohappokoostumukselle Pienemmät kasvihuonepäästöt
Märehtijän erityispiirteet valkuaisruokinnassa Pösimikrobit muuttavat valtaosan rehun valkuaisesta mikrobivalkuaiseksi ja toisaalta pystyvät muodostamaan yksinkertaisista typellisistä yhdisteitä aminohappoja Kuva: Scanvetpress.com Pötsillä aivan keskeinen rooli myös energian saannissa kuidun sulatuksesta Onko evoluution huipputuotteesta pötsistä tullut rasite lehmälle, joka saa liian laadukkaita rehuja?
Lehmä selviää tarvittaessa ilman puhdasvalkuaista A.I. Virtanen osoitti pötsimikrobien merkityksen märehtijän valkuaisaineenvaihdunnassa Useat lehmäsukupolvet 1950- luvulta 1970-luvun loppuun selvisivät puhdistetulla rehuannoksella, joka ei sisältänyt aminohappoja: Väkirehubriketti (perunajauho, sokeri, pumpuli (selluloosaa), urea (typen lähde), kivennäisaineet) Kartonkisuikale (selluloosa) Alkuperäisiä aminohappovapaita rehuja ruokintakokeista 1970- luvun lopulta. Kuva: Marketta Rinne / Luke.
Esimerkki lypsylehmän valkuaisen saannista eri rehulähteistä: Säilörehu ja vilja kattavat 74 % raakavalkuaisen saannista ja valkuaistäydennysrehut (RV) 26 %.
Säilörehu ja vilja ovat kotimaisia, tässä laskelmassa rypsin/rapsin osalta käytetty omavaraisuusasteena 33 %. Koko lehmän rehuannoksen valkuaisomavaraisuusaste on siis 83 %.
Kuva näyttää vielä aika erilaiselta kun katsotaan mistä lähteistä lehmän aineenvaihdunnan käyttöön tulevat aminohapot (OIV eli ohutsuolesta imeytyvät aminohapot) muodostuvat: Mikrobivalkuainen Nurmirehun ohitusvalkuainen Väkirehun ohitusvalkuainen Endogeeninen valkuainen
Mikrobivalkauisen muodostumiseen vaikuttavat perusrehujen laatu kiinnitä huomioita erityisesti säilörehun sulavuuteen ja säilönnälliseen laatuun! Mikrobivalkuainen Nurmirehun ohitusvalkuainen Väkirehun ohitusvalkuainen Endogeeninen valkuainen
Valkuaisruokinnan optimointi tärkeää Hyvälaatuinen rehuvalkuainen on kallista Tuotannon taloudellisuuden optimointi Valkuaisyliruokinta on tarpeetonta ja jopa haitallista eläimille Ylimääräinen typpi poistetaan ureana virtsan mukana Ympäristönäkökohdat Ammoniakin haihtuminen eläinsuojista, lantavarastoista ja pelloilta Nitraatin huuhtoutuminen pohjavesiin Typpioksiduuli on voimakas kasvihuonekaasu Valkuaisfoorumin havaintoruutuja Mustialassa Kuva: Marketta Rinne / Luke
Valkuaisruokinnan optimointiin eri perusteita: Biologinen optimi Pötsimikrobien typen tarve Tuotosvasteet imeytyville aminohapoille Taloudellinen optimi Rehuvalkuainen on kallista, mutta toisaalta lisää tuotosta Ympäristön optimi Poliittiset päätökset, mm. ammoniakki, typpioksiduuli, lannoitusrajoitukset Eri perusteilla päädytään usein eri optimiin
Mikä on taloudellisesti järkevä valkuaistäydennys lypsylehmille? OIV:n (ohutsuolesta imeytyvä valkuainen) tarve ei ole samalla lailla absoluuttinen kuin esimerkiksi välttämättömien kivennäisaineiden, vitamiinien tai rasvahappojen tarve Lehmä ei sairastu OIV:n puutostautiin vaan vähentää maitotuotostaan sille tasolle, johon maidon rakennusaineita riittää Sopiva valkuaistäydennysmäärän valinta on ennen kaikkea taloudellinen kysymys Kattaako lisämaidosta saatava tulo valkuaisrehun hankintakustannuksen? KarjaKompassi tukena ruokinnan taloudellisessa optimoinnissa tuotosvasteiden perusteella Optimointi noudattaa tiukasti sille annettuja rajoja: jos runsas täydennysvalkuaisruokinta tuottaa sentinkin paremman tuloksen kuin ruokinta ilman lisävalkuaista, optimointi valitsee edellisen Ravinteiden hyväksikäytön parantamisesta ei makseta Ainakaan toistaiseksi
Rypsi voittaa soijan! Rehuannoksen RV-pitoisuuden nostaminen rypsillä lisää maitotuotosta enemmän kuin soijaa käytettäessä. EKM-tuotos (kg/pv) Rinne, M., Kuoppala, K., Ahvenjärvi, S. & Vanhatalo, A. 2015. Dairy cow responses to graded levels of rapeseed and soya bean expeller supplementation on a red clover/grass silage based diet. Animal 9: 1958-1969. 37.5 35.0 32.5 Rypsi Soija 30.0 27.5 140 160 180 200 220 Rehuannoksen RV-pitoisuus (g/kg KA)
Ruokintakokeessa verrattiin härkäpapua ja sinilupiinia kontrolliin ilman valkuaistäydennystä ja rapsirouheeseen Erillisruokinta, jossa nurmisäilörehua vapaasti Väkirehuna ohran, kauran ja melassileikkeen seos Väkirehun määrä 12 kg päivässä ilmakuivana Valkuaistäydennyksen mukana yhtä paljon raakavalkuaista kaikista vaihtoehdoista Kontrolli Rapsi Hpapu Lupiini VR 10.5 kg ka Rapsirouhe 2.6 kg ka Härkäpapu 3.2 kg ka Sinilupiini 2.8 kg ka VR 7.9 kg ka VR 7.3 kg ka VR 7.7 kg ka 17
Kg/pv Kontrollin maitotuotos oli matalin, mutta ero hävisi energiakorjattuna maitona (EKM) esitettynä 36.0 35.5 35.0 34.5 34.0 33.5 33.0 a b ab b NS Kontrolli Rapsi Hpapu Lupiini 32.5 32.0 31.5 Maito EKM 18
Energiakorjattu maito, kg/pv Valkuaistuotos, g/pv Mikä on ei-valkuaistypen potentiaali maidontuotannossa? Jos pötsin valkuaistase (PVT) on negatiivinen, Laskennallinen OIV:n muodostuminen pötsissä ei toteudu ja - ainakin teorian mukaan lehmä hyötyy myös ei-valkuaistypen (urea, ammoniakki, nitraatti) saannista Ahvenjärvi, S. & Huhtanen, P. 2018. Effects of intraruminal urea-nitrogen infusions on feed inatke, nitrogen utilization, and milk yield in dairy cows. J. Dairy Sci. 101: 9004-9015. 36 1200 34 32 30 28 26 24 22 1100 1000 900 800 700 600 20 127 132 136 140 145 Rehuannoksen RVpitoisuus, g/kg ka 500 127 132 136 140 145 Rehuannoksen RVpitoisuus, g/kg ka
Käytännössä paras keino parantaa typen hyväksikäyttöä maidontuotannossa on pienentää rehuannoksen raakavalkuaispitoisuutta Huhtanen, P., Nousiainen, J.I., Rinne, M. Kytölä, K. & Khalili, H. 2008. Utilization 20 and partition of dietary nitrogen in dairy cows fed grass silage-based diets. Journal of Dairy Science 91: 3589-3599.
Valtaosa rehujen typestä päätyy lantalaan Parhaimmillaankin vain noin 32-35% rehuvalkuaisesta syntetisoituu maitovalkuaiseksi Tämä tarkoittaa sitä, että noin kolmannes eläimen syömästä typestä erittyy maitovalkuaisen typpenä ja kaksi kolmasosaa sonnan ja virtsan typpenä Parhaaseen typen hyväksikäyttöön päästään, kun rehuannoksen valkuaispitoisuus riittää kattamaan mikrobien typen tarpeen, mutta pötsissä ei synny yhtään ammoniumtypen hävikkiä Pötsin typpitarve tyydyttyy, kun PVT = 0, jolloin raakavalkuaispitoisuus n. 130-140 g/kg ka ja maidon ureapitoisuus noin 17-18 mg/dl. Kun rehuannoksen valkuaispitoisuutta lisätään valkuaisväkirehujen avulla, lisätypestä syntetisoituu maitovalkuaisen typeksi noin 10 % Lisätypestä noin 80 % erittyy virtsaan, missä muodossa alttiimpia typpitappioille kuin sonnan typpenä Eläintuotannosta erittyvät ravinteet (NPK) ovat käytettävissä kasvien ravitsemukseen
Uskalletaan visioida myös uusia kuvioita! Pystymme löytämään monia uusia ratkaisuja mutta useimmat eivät ole lyhyellä tähtäimellä taloudellisesti kilpailukykyisiä Tarvitsemme kuitenkin ennakkoluulottomuutta ja tietoa uusista vaihtoehdoista
Arvio erityyppisten uusrehujen potentiaalista märehtijöiden ruokinnassa Pallon väri ja koko kuvaavat potentiaalia: Pieni punainen = rajallinen Keskikokoinen sininen = kohtuullinen Iso vihreä = suuri Lähde: Halmemies-Beauchet-Filleau, A., Rinne M., Lamminen, M., Mapato, C., Ampapon, T., Wanapat, M.& Vanhatalo, A. 2018. Review: Alternative and novel feeds for ruminants: nutritive value, product quality and environmental aspects. Animal, in press. http://dx.doi.org/10.1017/s1751731118002252
Innofeed, mm. loppuseminaarin materiaalit: https://www.ibcfinland.fi/innofeed? Kuvat: Marketta Rinne / Luke Nurmibiojalostamo tarjoaa yhteiskunnalle monia etuja ja mm. ekosysteemipaveluja Tekniset ratkaisut hajautettuihin ja keskitettyihin laitoksiin olemassa Pullonkaulana lyhyellä tähtäimellä taloudellinen kannattavuus
Valkuaisomavaraisuusaste = miten suuri osa valkuaisesta on kotimaista alkuperää Pitääkö meidän olla omavaraisia? Vienti ja tuonti, kansainvälinen työnjako ja kauppa Rahavirtojen kiertäminen omalla alueella Huoltovarmuus, hajautetut järjestelmät, ekosysteemipalvelut, tuontirehujen hygieniariskit Kotieläintuotannon julkisuuskuva Maidontuotannolla selkeitä vahvuuksia! Voisiko Suomi ottaa isomman vastuun globaalista kotieläintuotteiden tuotannosta!? Jos pitää olla omavaraisia niin mistä puhutaan? Eläinperäisen valkuaisen (maito, liha, kananmunat) osalta Suomi on käytännössä omavarainen, mutta: Kulutamme eri syistä ulkomaisia tuotteita: hinta, brändi, kaikkia tuotteita ei mahdollsita tuottaa Suomessa Viemme kotieläintuotteita ulkomaille Tuomme merkittäviä määriä rehuvalkuaista ulkomailta
Valkuaisomavaraisuus nousuun! Scenoprot Proteiiniloikka yksilön, ympäristön ja yhteiskunnan hyväksi www.luke.fi/scenoprot https://www.youtube.com/watch?v=bwom_yklnjc (animaatio) Valkuaisfoorumi Hämeen valkuaisomavaraisuuden parantaminen verkoston voimin www.hamk.fi/valkuaisfoorumi Kuva: Kaisa Kuoppala / Luke.
Kiitos! & Keskustelua Kuva: Yrjö Tuunanen / Luke