Nurmisäilörehun valkuaisen metaboliareittien mallintaminen lypsylehmän pötsissä dynaamisen mallin avulla

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää ammoniumtypen, säilörehun liukoisen ja säilörehun liukenemattoman valkuaisen metaboloitumista pötsissä sekä kuvata ammmoniumtypen sekä säilörehun liukoisen ja liukenemattoman fraktion virtauskinetiikkaa alempaan ruoansulatuskanavaan. Koska typen metaboliaa märehtijän elimistössä on tutkittu paljon ja siitä on vakiintuneita käsityksiä, tässä tutkimuksessa keskityttiin metaboliareittien suuruuden arviointiin sekä typen virtausnopeuden estimointiin WinSAAM -ohjelmistolla rakennetun dynaamisen mallin avulla. Koe suoritettiin ajanjaksolla 2.3.-26.4.2002 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksessa (MTT) Jokioisilla, kotieläintuotannon tutkimusosaston koe-eläintallilla. Koemallina oli 4 x 4 latinalainen neliö, jossa oli neljä eläintä, neljä jaksoa ja neljä koekäsittelyä. Koe-eläiminä olivat neljä usean kerran poikinutta ayrshire-lypsylehmää. Lehmien poikimisesta oli kulunut keskimäärin 68 pv. (± 27 pv). Lehmät saivat 10 kg/pv väkirehuseosta ja hapolla (AIV 2000, 5,4 l/tn) säilöttyä esikuivattua säilörehua vapaasti siten, että jätettä jäi 5-10 %. Typellisten yhdisteiden metaboliareittejä mallinnettaessa havaintoaineistona käytettiin pötsin ammoniumtypen, bakteeritypen, alkueläintypen, liukenemattoman typen ja valkuaisen C-fraktion 15N-rikastumisen perusteella laskettua taustarikastumisen ylittävää poolikokoa. Havaintoaineiston perusteella rakennettiin ammoniumtypen (Malli 1), säilörehun liukoisen ei-ammoniumtypen (SNAN) (Malli 2) ja säilörehun liukenemattoman typen (Malli 3) metaboliareittejä kuvaavat mallit. Malli 1 estimoi ammoniumtypen imeytymisen, ulosvirtauksen ja synteesin bakteeritypeksi erinomaisesti. Alkueläintypen metabolian parametriarvoissa oli enemmän hajontaa kuin ammoniumtypen tai bakteeritypen metabolian parametriarvoissa. Mallin 1 mukaan 38 % ammoniumtypestä imeytyi suoraan pötsin seinämän läpi, 35 % syntetisoitui bakteeritypeksi ja 9 % alkueläintypeksi. Loppuosa (18 %) ammoniumtypestä virtasi nestefaasin mukana satakertaan. Malli 2 estimoi säilörehun SNAN:n metaboitumisen ammonium- ja bakteeritypeksi erinomaisesti. Myös ammoniumtypen metabolia ja bakteeritypen ulosvirtauksen estimointi onnistui erinomaisesti. Malli 2 ei antanut kovin luotettavaa estimaattia alkueläintypen metaboliasta. Mallin 2 mukaan 29 % säilörehun SNAN:stä imeytyi ammoniumtyppenä pötsin seinämän läpi, 10 % virtasi ulos pötsistä ammoniumtypen muodossa, 42 % syntetisoitui bakteeritypeksi ja 7 % alkueläintypeksi. Lisäksi 13 % SNAN:stä ohitti pötsin hajoamatta. Malli 3 estimoi typen metaboliareiteille erittäin tarkat parametriarvot. Tässä mallissa myös alkueläinten metabolialle saatiin luotettavat parametriarvot. Mallin 3 mukaan 57 % säilörehun liukenemattomasta typestä ohitti pötsin hajoamatta, 24 % syntetisoitui bakteeritypeksi ja 18 % alkueläintypeksi. Nurmisäilörehuun perustuvalla dieetillä hyvin suuri osuus satakertaan virtaavasta mikrobivalkuaisesta on peräisin ei-ammoniumtyppi -lähteistä, eli liukenemattomasta rehuvalkuaisesta, aminohapoista ja peptideistä. Koska lyhyt- ja pitkäketjuisten peptidien osuus SNAN fraktiosta on suuri ja koska jopa 13 % säilörehun SNAN fraktiosta voi ohittaa pötsin hajoamatta, on liukoisten typpifraktioiden ja varsinkin peptidien rooli pötsin typpimetaboliassa hyvin merkittävä.

Lypsylehmän energiataseen mallintaminen tuotoskauden alkuvaiheessa

Energiataseen mallinnus on osa KarjaKompassi-hankkeeseen liittyvää kehitystyötä. Tutkielman tavoitteena oli kehittää lypsylehmän energiatasetta etukäteen ennustavia ja tuotoskauden aikana saatavia tietoja hyödyntäviä matemaattisia malleja. Selittävinä muuttujina olivat dieetti-, rehu-, maitotuotos-, koelypsy-, elopaino- ja kuntoluokkatiedot. Tutkimuksen aineisto kerättiin 12 Suomessa tehdyistä 8 – 28 laktaatioviikon pituisesta ruokintakokeesta, jotka alkoivat heti poikimisen jälkeen. Mukana olleista 344 lypsylehmästä yksi neljäsosa oli friisiläis- ja loput ayshire-rotuisia. Vanhempien lehmien päätiedosto sisälsi 2647 havaintoa (koe * lehmä * laktaatioviikko) ja ensikoiden 1070. Aineisto käsiteltiin SAS-ohjelmiston Mixed-proseduuria käyttäen ja poikkeavat havainnot poistettiin Tukeyn menetelmällä. Korrelaatioanalyysillä tarkasteltiin energiataseen ja selittävien muuttujien välisiä yhteyksiä. Energiatase mallinnettiin regressioanalyysillä. Laktaatiopäivän vaikutusta energiataseeseen selitettiin viiden eri funktion avulla. Satunnaisena tekijänä mallissa oli lehmä kokeen sisällä. Mallin sopivuutta aineistoon tarkasteltiin jäännösvirheen, selitysasteen ja Bayesin informaatiokriteerin avulla. Parhaat mallit testattiin riippumattomassa aineistossa. Laktaatiopäivän vaikutusta energiataseeseen selitti hyvin Ali-Schaefferin funktio, jota käytettiin perusmallina. Kaikissa energiatasemalleissa vaihtelu kasvoi laktaatioviikosta 12. alkaen, kun havaintojen määrä väheni ja energiatase muuttui positiiviseksi. Ennen poikimista käytettävissä olevista muuttujista dieetin väkirehuosuus ja väkirehun syönti-indeksi paransivat selitysastetta ja pienensivät jäännösvirhettä. Ruokinnan onnistumista voidaan seurata maitotuotoksen, maidon rasvapitoisuuden ja rasva-valkuaissuhteen tai EKM:n sisältävillä malleilla. EKM:n vakiointi pienensi mallin jäännösvirhettä. Elopaino ja kuntoluokka olivat heikkoja selittäjiä. Malleja voidaan hyödyntää karjatason ruokinnan suunnittelussa ja seurannassa, mutta yksittäisen lehmän energiataseen ennustamiseen ne eivät sovellu.