Valkuaista viisaasti lehmille ennakkoluulottoman omavaraisesti tulevaisuuteen KaiVa-hankkeen seminaari 19.2.2019 Vuokatti Tutkimusprofessori Marketta Rinne Luonnonvarakeskus
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
Maitovalkuainen on laadukasta Maito on evoluution aikana kehittynyt vastaamaan vauvan kaikkiin ravitsemuksellisiin tarpeisiin mitään muuta ravintoa ei ole suunniteltu ihmiselle Maidon sulavuus on hyvä, siinä ei ole haitallisia yhdisteitä, aminohappokoostumus on erinomainen ja lisäksi se sisältää tärkeitä vitamiineja, kivennäis- ja hivenaineita
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 Kotielintuotannon julkisuuskuva Jos pitää olla omavaraisia niin mistä puhutaan? Eläinperäisen valkuaisen osalta Suomi on käytännössä omavarainen, mutta: Kulutamme eri syistä ulkomaisia tuotteita: hinta, brändi, Viemme kotieläintuotteita ulkomaille Tuomme merkittäviä määriä rehuvalkuaista ulkomailta Kaikissa tuoteryhmissä ei ole kotimaista tuotantoa (soija)
Valkuaisomavaraisuus on vahvasti esillä Täydennysrehuvalkuaisen omavaraisuus Suomessa on hyvin matala Suomessa 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
Valkuaistäydennysrehujen omavaraisuus (Antti Laine, Luke 2019)
Lypsykarjatila on valkuaistehdas! Jos tila tuottaa itse kaikki rehut, ei tilalle tule ollenkaan (puhdas)valkuaista Tämä on teoriassa täysin mahdollista vaikkakaan ei kovin yleistä Väkilannoitteiden muodossa tilalle tulee typellisiä yhdisteitä (ammonium- ja nitraattityppeä), mutta ne eivät ole valkuaisen muodossa Keskimääräinen lehmä tuottaa vuodessa 305 kg maitovalkuaista Jos tilalla on 100 lehmää, valkuaista muodostuu vuodessa 30 500 kg Noin 70 kg painavan ihmisen valkuaisen tarve on n. 85 g päivässä eli tila pystyy tuottamaan kaiken ihmisten tarvitseman valkuaisen melkein tuhannelle ihmiselle
Mutta Valkuaisrehujen ostaminen käytännössä nollaa taseen Lehmä tuottaa päivässä vajaan kilon maitovalkuaista Keskimääräinen valkuaisen määrä valkuaistäydennysrehuista on suunnilleen yhtä suuri Lehmän tehtäväksi jää muuntaa kasvivalkuainen maitovalkuaiseksi Nykylehmän potentiaali arvottomien ravintoaineiden muuntamisessa maidoksi ei ole täysimääräisesti käytössä Jatkossa tilanne voi muuttua? Eettiset syyt Luonnonvarojen rajallisuus
Valkuaiskasvien viljelyssä lievää nousua erityisesti rapsin ja härkäpavun osalta (lähde: luke.fi/tilastot).
Härkäpavun viljelyala kasvanut voimakkaasti 2010- luvulla, kunnes kesän 2017 märkyys muutti suunnan (lähde: luke.fi/tilastot).
Härkäpavun sato Suomessa (lähde: luke.fi/tilastot). Märkä ja viileä vuosi Kuiva vuosi Härkäpapu on perinteinen suomalainen viljelykasvi, jonka käyttö rehuna ja ruokana on yleistynyt 2010-luvulla
Härkäpapua voi hyödyntää myös kokoviljasäilörehuna Koko sato myös lehdet ja varret tulee hyödynnettyä rehuna Mahdollistaa viljelyn alueilla, joilla härkäpapu ei ehdi tuleentua puitavaksi Härkäpavusta tehty sälörehu sopii niin lypsäville kuin kasvaville naudoille Kuva: Kaisa Kuoppala / Luke.
Märehtijän erityispiirteet ruoansulatuksessa Pötsillä aivan keskeinen rooli energian saannissa kuidun sulatuksesta Onko evoluution huipputuotteesta pötsistä tullut rasite lehmälle, joka saa liian laadukkaita rehuja? Kuva: Scanvetpress.com Pötsimikrobit muuttavat valtaosan rehun valkuaisesta mikrobivalkuaiseksi ja toisaalta pystyvät muodostamaan yksinkertaisista typellisistä yhdisteitä aminohappoja
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.
Suomalaisen lehmän rehuvalio (Lähde ProAgria)
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 Mikrobivalkuaisen muodostumiseen vaikuttavat perusrehujen laatu kiinnitä huomioita erityisesti säilörehun sulavuuteen ja säilönnälliseen laatuun!
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 19
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 20
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
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
Käytännössä paras keino parantaa typen hyväksikäyttöä maidontuotannossa on pienentää rehuannoksen raakavalkuaispitoisuutta Huhtanen, P., Nousiainen, J.I., Rinne, M. Kytölä, K. & Khalili, H. 2008. Utilization 24 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
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
Tuotantomenetelmiä kehitetään jatkuvasti Rehujen tuotanto Uusien sivutuotteiden käyttö Rehujen säilöntä Ruokinnan optimointi Tuotteiden laatu Tuotannon ympäristövaikutukset Kotieläinten jalostus Eläinten hyvinvointi ja terveys
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 Maailma voi muuttua nopeastikin
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
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!
Kiitos! & Keskustelua Kuva: Yrjö Tuunanen / Luke