Beskrivning av NorFor-systemet -utbildningsmaterial

Transkript

1 Augusti 2005 Beskrivning av NorFor-systemet -utbildningsmaterial Sammanställt av NorFor projektgrupp

2 Innehållsförteckning 1. Introduktion Modellstruktur Indata... 4 Uppgifter om djur och management... 4 Foderuppgifter... 5 Organisk substans i fodret... 6 Korrigering för ammoniakkväve... 6 Fraktionering av stärkelse, råprotein och NDF... 6 Vitaminer och mineraler NorFors beräkningar Foderintag... 8 Foderintagskapacitet... 8 Fodermedlens fyllnadsvärde Vom Fodernedbrytning i vommen Mikrobiell tillväxt i vommen Beräkning av PBV Tunntarm Flöde av organisk substans till tunntarmen Tarmsmältbarhet Individuella aminosyror Beräkning av AAT Tjocktarm Total smältbarhet Intermediär omsättning, energi Beräkning av energivärde Energibehov till underhåll Energibehov till mjölkproduktion Energibehov till dräktighet Energibehov till tillväxt hos kvigor och kor i första laktation Intermediär omsättning, protein Behov av AAT till underhåll Behov av AAT till dräktighet Behov av AAT till tillväxt hos kvigor och kor i första laktation Behov av AAT till mjölkproduktion Tillgänglig AAT till mjölkproduktion Skattad mjölkproteinproduktion Strukturvärdering Beräkning av Ei och Ri Referens

3 1. Introduktion Under våren 2004 togs ett beslut i projektet NorFor om att AAT-modellen skall ligga till grund för det i Norden gemensamma fodervärderingssystemet NorFor. NorForsystemet kommer att användas för att beräkna och planera foderstater i det nya verktyget. AATmodellen är en ny modell för fodervärdering som har utvecklats utifrån vårt nuvarande AAT/PBV-system i ett norskt forskningsprojekt med Harald Volden (Institutt for husdyrfag, UMB) som ansvarig. NorFor har sedan vidareutvecklat AAT-modellen och skapat NorForsystemet. Syftet med denna skrift är att ge en beskrivning av hur NorForsystemet är uppbyggt och vilka beräkningar som ligger till grund för modellen. Dessutom redovisas vilka krav på indata som modellen har. 2. Modellstruktur NorForsystemet består av tre huvuddelar: Foderintagsberäkning, mag/tarmkanal samt strukturvärdering. Dessa delar är integrerade med varandra och fungerar som en enhet när man använder modellen. En översiktlig beskrivning av NorFors uppbyggnad visas i figur 1. Indata Foderuppgifter (näringsämnen och partikelstorlek) Djuruppgifter (vikt, ras, laktationsstadium etc) Strukturvärde (Tuggningstid) Mag-/tarmkanal och intermediär metabolism Beräkning av kons näringstillförsel Foderintag (Fodrets fyllnadsvärde) Utdata Foderstatens näringsvärde (energi, protein, PBV etc), skattad mjölk- och proteinproduktion, fodrets uppehållstid i vommen, mm. Figur 1. Översiktlig bild av NorForsystemets olika delar. Indata till modellen består av både uppgifter om foder och djur. Utifrån dessa uppgifter sker en rad beräkningar i modellen som beskriver djurets näringsupptag i relation till dess behov. Till detta sammankopplas beräkningar för kons foderintag, dvs. hur mycket kon kan äta av en given foderstat samt beräkningar som visar om foderstaten ger tillräcklig struktur för att upprätthålla en god vomfunktion. I modellen beskrivs strömmen av näringsämnen genom djurets matsmältningssystem. Denna del i består av fyra delar: vom, tunntarm, tjocktarm och 3

4 intermediär omsättning och visas i bilaga 1. Med intermediär omsättning menas den ämnesomsättning som sker i kroppen exklusive djurets mag- och tarmsystem. Den organiska substansen från fodret som kommer till vommen bryts antingen ner för att producera energi eller bli komponenter till mikrobiell växt eller så passerar de ut ur vommen och vidare till tunntarmen. Den organiska substansen som kommer till tunntarmen består av organisk substans från onedbrutet foder, mikrobiellt organisk substans och endogent protein. Den organiska substansen som inte smälts i tunntarmen passerar vidare till tjocktarmen där mikrobiell nedbrytning sker. De kemiska komponenterna som finns i gödseln består av onedbrutna foderkomponenter, mikrobiell organisk substans och endogent protein. I NorForsystemet ligger detta till grund för beräkningen av total, skenbar, smältbarhet av olika näringsämnen och för vidare beräkning av omsättbar energi och nettoenergi till laktation (NEL). I bilaga 2 redovisas benämningar och förkortningar för de parametrar som ingår i NorFor. 3. Indata I detta avsnitt beskrivs de nödvändiga indataparametrarna till NorFor när det gäller uppgifter om djur, management och foder. Uppgifter om djur och management Uppgifter om djur och manegement som krävs som indata i NorFor redovisas i tabell 1. Tabell 1. Djur- och managementuppgifter som krävs som indata till NorFor Djuruppgifter Enhet Ras Förväntad vuxenvikt* kg Aktuell levandevikt kg Tillväxt för kvigor och förstakalvare kg/dag Vikt vid kalvning* kg Hull vid kalvning 1-5 Laktationsdag Dräktighetsdag Avkastningsnivå i besättningen** kg ECM/årsko Mjölkavkastning*** kg mjölk/dag Mjölkens sammansättning Protein g/kg mjölk Fett g/kg mjölk Laktos**** g/kg mjölk Management Stallsystem Lösdrift/uppbundet Utfodringsstrategi Fullfoder/separat tilldelning av fodret *Standardvärden beroende på ras kan användas i modellen om uppgift saknas **För individuella djur beräknas årsavkastningen i modellen (se avsnitt om foderintagsberäkning) ** *Mjölkavkastning = den observerade eller förväntade/önskade avkastningen **** Ej obligatorisk uppgift Utifrån den observerad eller önskade mjölkavkastningen och mjölksammansättningen beräknas ECM-avkastningen i modellen enligt: Kg ECM = kg mjölk*0, ,2 * kg fett + 7,7* kg protein + 5,3* kg laktos 4

5 Om inte laktoshalten i mjölken är känd beräknas ECM enligt: Kg ECM = 0,25 * kg mjölk + 12,2 * kg fett + 7,7 * kg protein Foderuppgifter Uppgifter om fodrets fysiska och kemiska egenskaper som krävs i modellen redovisas i tabell 2. Tabell 2. Uppgifter om fodret som krävs som indata i NorFor. Fysisk beskrivning Enhet Förkortning Behandling (processning)* Partikelstorlek** mm Vallensilage** * Ja/nej Kemisk sammansättning Torrsubstans g/kg DM Aska g/kg ts Ash Organisk substans g/kg ts OM Stärkelse g/kg ts ST Löslig stärkelse g/kg stärkelse sst Potentiellt nedbrytbar stärkelse g/kg stärkelse pdst Totalt osmältbar stärkelse g/kg stärkelse ist NDF g/kg ts NDF Potentiellt nedbrytbar NDF g/kg NDF pdndf Totalt osmältbar NDF g/kg NDF indf Råprotein g/kg ts CP Ammoniakkväve**** g/kg N NH 3 N Lösligt råprotein g/kg råprotein scp Potentiellt nedbrytbart råprotein i vom g/kg råprotein pdcp Totalt osmältbart råprotein g/kg råprotein icp Aminosyrainnehåll i råprotein g N/100g N AA Råfett g/kg ts CFat Fettsyror g/kg råfett FA Fermentationsprodukter (inklusive g/kg ts FPF myrsyra och alkohol) Totala syror (exklusive myrsyra) g/kg ts TAF Socker g/kg ts sugar Restfraktion (inklusive socker) g/kg ts RestCHO Nedbrytningshastighet i vommen Löslig stärkelse och restfraktion %/timme Potentiellt nedbrytbar stärkelse %/timme kdst Potentiellt nedbrytbar NDF %/timme kdndf Lösligt protein %/timme kdscp Potentiellt nedbrytbart protein %/timme kdcp Smältbarhet Organisk substans % OMD *Behandling avser processning av fodret. Fem kategorier finns att välja mellan; finmalt, grovmalt, krossat, hackat och ohackat. För vidare beskrivning se avsnittet om strukturvärdering **Vanligast förekommande partikelstorlek ***Vallensilage definieras som gräs-, klövergräs- och tidigt skördat helsädesensilage. Tidigt skördad helsäd definieras som helsäd skördat med mindre än 25 % ts. ****Denna fraktion avser även ureakväve när urea används som fodermedel 5

6 Organisk substans i fodret Av tabell 2 framgår att den organiska substansen i NorFor består av NDF, råprotein, råfett, stärkelse, fermentationsprodukter samt en beräknad restfraktion (RestCHO) bestående av fria sockerarter, vattenlösliga kolhydrater och löslig fiber. Restfraktionen beräknas enligt följande: RestCHO = 1000-ash-CP-CFat-NDF-ST-FPF Fraktionen socker ingår i den beräknade restfraktionen. Anledningen till att socker är en särskild indataparameter är att NorFor korrigerar för lägre energiinnehåll i mono- och disackarider än i polysackarider vid beräkning av energivärdet i en foderstat (se avsnitt 4.5). Korrigering för ammoniakkväve Som indata till NorFor anges råprotein (g/kg ts) och andelen ammoniakkväve (g/kg N). Om ett fodermedel har ett betydande innehåll av ammoniakkväve, ger råprotein en överskattning av protein- och energivärdet i foderstaten eftersom proteininnehållet då är överskattat och den beräknade restfraktionen underskattad. Därför korrigeras råproteinet och restfraktionen för innehållet av ammoniakkväve. Variabeln ammoniakkväve används även för att ange kväve i urea. Råprotein och restfraktionen korrigeras i modellen för ammoniakkväve med följande ekvationer: Råprotein korrigerat = CP-((CP)*(NH 3 N/1000)) RestCHO korrigerat = 1000 ash råprotein korrigerat ((CP/6,25)*(NH 3 N/1000)) CFat NDF ST FPF Fraktionering av stärkelse, råprotein och NDF För att bättre kunna beskriva fodrets egenskaper delas foderfraktionerna NDF, stärkelse och råprotein upp i flera underfraktioner, som framgår av tabell 2. Stärkelse och råprotein är indelade i tre fraktioner; löslig (s), potentiellt nedbrytbar (pd) och totalt osmältbar (i). NDF är indelad i fraktionerna potentiellt nedbrytbar och totalt osmältbar. De lösliga fraktionerna kan snabbt utnyttjas av mikroorganismerna i vommen och är de fraktioner som vid analys försvinner från nylonpåsen vid tvättning. De potentiellt nedbrytbara fraktionerna är vomnedbrytbara men hur stor del som bryts ner beror av nedbrytningshastigheten och passagehastigheten ut ur vommen. De totalt onedbrytbara fraktionerna är det som inte djuret kan tillgodogöra sig och som oberoende av utfodringssituation kommer ut i gödseln. Fermentationsprodukter Fraktionen fermentationsprodukter anger den totala mängden jäsningsprodukter (ättiksyra, mjölksyra, propionsyra och smörsyra) plus eventuellt tillsatt myrsyra. Även alkoholer kan ingå i denna fraktion. I fraktionen totala syror ingår ättiksyra, mjölksyra, propionsyra och smörsyra. Vitaminer och mineraler Uppgifter om vitaminer och mineraler är inte obligatoriska indata i modellen. Uppgifter om dessa läggs in efter behov. I tabell 3 anges vilka uppgifter om vitaminer och mineraler som kan läggas in i NorFor. 6

7 Tabell 3. Vitaminer och mineraler i NorFor Foderkomponent Enhet Förkortning Makromineraler Kalcium Fosfor Magnesium Kalium Natrium Klor Svavel Katjon -anjonbalans g/kg ts meq (milliekvivalenter) Ca P Mg K Na Cl S CAB Mikromineraler Järn Koppar Zink Mangan Kobolt Selen Jod Vitaminer A Betakaroten D E mg/kg ts IE (internationella enheter) /kg ts mg/kg ts IE /kg ts IE /kg ts Fe Cu Zn Mn Co Se I VitA b_car VitD VitE Innehållet av individuella aminosyror i foderprotein och individuella fettsyror i råfett kan anges i NorFor men är i nuläget inte någon obligatorisk indata. Detta berör följande aminosyror (g/100 g råprotein) och fettsyror (g/100 g fettsyror): Tabell 4. Individuella aminosyror och fettsyror som kan anges i NorFor Aminosyror Fettsyror Alanin <C12 Arginin Laurinsyra Asparginsyra Myristinsyra Cystin Palmintinsyra Glutaminsyra Stearinsyra Glycin Oliesyra Histidin Linolsyra Isoleucin Linolensyra Lysin C20:5 Metionin C22:6 Fenylalanin Leucin Prolin Serin Treonin Tryptofan Tyrosin Valin 7

8 4. NorForberäkningar I detta avsnitt beskrivs beräkningarna i NorFors olika delar. Värden för råprotein och restfraktion är i detta avsnitt de korrigerade värdena för råprotein och restfraktion (se avsnitt 3 om foderuppgifter). 4.1 Foderintag Systemet för foderintagsberäkning bygger på fodermedlens förmåga att fysiskt fylla upp vommen. I systemet beräknas dels en intagskapacitet, IC, för djuret och dels ett fyllnadsvärde, FV, för fodret enligt ekvation E1. E1. DM FV IC i i - DM i = kg ts av i'te fodermedlet - FV i = fyllnadsvärde av det i'te fodermedlet - IC = foderintagskapacitet laktation Vid optimering eller balansering av en foderstat används ekvationen E1 för att kontrollera att djuren kan äta den planlagda foderstaten, dvs. att foderstatens sammanlagda fyllnadsvärde är i balans med kons intagskapacitet. Foderintagskapacitet Djurets foderintagskapacitet bestäms utifrån en rad parametrar som är indelade i djur- och managementparametrar. Djurparametrar Den grundläggande intagskapaciteten beräknas utifrån avkastningsnivå uttryckt som kg ECM per årsko samt antal dagar efter kalvning (genomsnitt för gruppen eller för en enskild ko). Beräkningen är något annorlunda beroende på om det är en förstakalvare eller en äldre ko. Vid beräkning av foderintagskapaciteten för individuella djur skattas besättningens avkastningsnivå utifrån observerad dagsavkastning i kg mjölk/dag och antal dagar efter kalvning. Det rekommenderas då att utgå från flera mätningar av mjölkavkastningen, exempelvis 3-4 dagar i följd eller de tre senaste provmjölkningarna. Beräkningarna av årsavkastning för individuella djur är olika för olika raser (SRB, NRF, SLB, DH, RDM, Jersey och isländska kor) och beräknas olika för förstakalvare respektive äldre kor. Den beräknade årsavkastningen vid en daglig avkastning på 25 kg mjölk/dag och 245 dagar efter kalvning respektive 40 kg mjölk/dag och 70 dagar efter kalvning för äldre kor framgår av tabell 5. Hur intagskapaciteten beror av antalet dagar efter kalvning för förstakalvare respektive äldre kor vid en årsavkastning på 8000 kg ECM och kg ECM framgår av figur 2. 8

9 Intagskapacitet (IC) Tabell 5. Skattad årsavkastning vid två olika nivåer på den dagliga avkastningen, 25 kg mjölk/dag och 245 dagar efter kalvning respektive 40 kg mjölk/dag och 70 dagar efter kalvning för kor av olika raser. kg mjölk/dag Dagar efter kalvning Skattad årsavkastning (kg ECM/årsko) NRF SRB SLB DH RDM Jersey ,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 IC1, kg ECM ICöv, kg ECM ICöv, 8000 kg ECM IC1, 8000 kg ECM 2,0 1,0 0, Dagar efter kalvning Figur 2. Intagskapaciteten vid en årsavkastning på 8000 kg ECM respektive kg ECM i förhållande till antal dagar efter kalvning för förstakalvare (IC1) respektive äldre kor (ICöv) enligt NorFor. För beräkning av intagskapaciteten i sinperioden används andra ekvationer än de som nämndes ovan. Intagskapaciteten i sinperioden beror av avkastningsnivån och beräknas olika för förstakalvare respektive äldre kor. För en besättning med en avkastningsnivå på 8500 kg ECM/årsko är den beräknade intagskapaciteten enligt tabell 6. Tabell 6. Intagskapacitet för förstakalvare (IC 1 ) respektive äldre kor (IC öv ) vid första delen av sinperioden och de sista tre veckorna i sinperioden. Beräknat för en besättning med en årsavkastning på 8500 kg ECM/årsko. Första delen av sinperioden Sista 3 veckorna i sinperioden IC 1 5,9 5,4 IC öv. 6,4 5,9 Intagskapaciteten för stora raser korrigeras för djurets storlek med följande viktkorrigeringar: 9

10 E2: IC (( vikt 500) 0,006) IC1. vikt 1 E3: ICöv. vikt ICöv. (( vikt 575) 0,006) - IC 1.vikt = viktkorrigerad intagskapacitet för 1:a kalvare av stora raser - IC öv.vikt = viktkorrigerad intagskapacitet för övriga kor av stora raser - Vikt = observerad vikt direkt efter kalvning korrigerat till hullpoäng 3 (se beskrivet nedan) Utifrån kons hull vid kalvning korrigeras den observerade vikten vid kalvning till hullpoäng 3 enligt tabell 7. Tabell 7. Kg per. hullpoäng för olika raser Ras SLB, DH, RDM, SRB, NRF JER, ISL kg per hullpoäng Intagskapaciteter som har beräknats ovan gäller för större raser. Intagskapaciteten korrigeras för jerseyrasen enligt ekvation E4 och E5. E4: IC 0, 83 IC1. jersey 1 E5: IC IC 0, 83 öv. jersey øv. - IC 1.jersey = intagskapaciteten för förstakalvare av rasen jersey - IC öv.jersey = intagskapaciteten för äldre kor av rasen jersey Intagskapaciteten för jerseyrasen korrigeras för djurets storlek med följande viktkorrigeringar: E6: IC (( vikt 360) 0,006) IC1. vikt 1 E7: ICöv. vikt ICöv. (( vikt 405) 0,006) - IC 1.vikt = viktkorrigerad intagskapacitet för 1:a kalvare av stora raser - IC öv.vikt = viktkorrigerad intagskapacitet för övriga kor av stora raser - Vikt = observerad vikt direkt efter kalvning korrigerat till hullpoäng 3 Managementparametrar Efter beräkning av intagskapaciteten utifrån avkastningsnivå, laktationsstadium, laktationsnummer, vikt efter kalvning och ras korrigeras intagskapaciteten för managementparametrar. Om djuren hålls i lösdrift eller går på bete ökas intagskapaciteten enligt ekvation E8. I nuläget används samma tillägg för både lösdrift och bete. I en framtida version av NorFor skall det dock finnas möjlighet att korrigera intagskapaciteten för kor i lösdrift respektive bete samt för olika behov beroende på hur stor del av dygnet korna går på bete. 10

11 E8: IC stall IC 0, 15 - IC = beräknad intagskapacitet utifrån djuruppgifterna - IC stall = intagskapaciteten korrigerat för stallsystem Om fodret tilldelas som fullfoder ökas intagskapaciteten enligt följande ekvation: E9: IC IC 1, 05 utfodring stall - IC utfodring = intagskapaciteten korrigerat för utfodring med fullfodersystem - IC stall = intagskapaciteten korrigerat för stallsystem Fodermedlens fyllnadsvärde För varje fodermedel i fodertabellen beräknas en fyllnadsvärde som beskriver hur mycket fodret fyller kons vom. Beräkning av fyllnadsvärde redovisas nedan. Kraftfodermedel För kraftfodermedel används en konstant fyllnadsvärde enligt ekvation E10. Den vanligast förekommande partikelstorleken i ett fodermedel används för att bestämma om ett fodermedel skall beräknas som kraftfoder eller grovfoder. Gränsen mellan kraftfoder och grovfoder är 6mm. Foder med en partikelstorlek större än 6 mm definieras alltså som grovfoder och foder med en partikelstorlek mindre än 6 mm definieras som kraftfoder. E10: FV 0, 22 Grovfodermedel Fyllnadsvärde för grovfoder beräknas med utgångspunkt från smältbarheten av organisk substans. Dessutom korrigeras värdet utifrån fodrets NDF-innehåll. Denna beräkning innebär att vid en ökad smältbarhet av den organiska substansen så minskar fyllnadsvärdet och vid ett ökat NDF-innehåll i grovfodret så ökar fyllnadsvärdet. För vallensilage görs en korrektion for ensileringsprocess. Vallensilage definieras som gräs-, klövergräs- och tidigt skördat helsädesensilage. Tidigt skördad helsäd definieras som helsäd skördat med mindre än 25 % ts. Korrigeringen innebär att fyllnadsvärdet ökar vid ett högre innehåll av ammoniakkväve och fermentationsprodukter i ensilaget. I praktiken innebär detta att kon förväntas äta mindre av ett foder med mycket fermentationsprodukter eller ammoniumkväve. Korrigeringen redovisas i nedanstående ekvation. 11

12 E11: a FV _ korrigering FV 1 - FV = Fyllnadsvärde för grovfoder - LAF = mjölksyra, g/kg ts - VFAF = Flyktiga fettsyror, g/kg ts - NH 3 N = ammoniakkväve, g/kg total N - a,b, c och d = konstanter 2 LAF VFAF b c ln( NH 3N) ln( d) Vom Fodernedbrytning i vommen Den effektiva vomnedbrytbarheten för en foderkomponent beror både på nedbrytningshastighet i vommen och på passagehastighet ut ur vommen. I NorFor anges nedbrytningshastigheten som indata medan passagehastigheten beräknas i modellen. Den effektiva nedbrytbarheten i vommen beräknas enligt följande ekvation: E12. Effektiv vomnedbrytbarhet = X i * (kd i /(kd i +kp i ) - X i = potentiellt nedbrytbar eller löslig foderfraktion (i) - kd i = nedbrytningshastighet i vommen för X i - kp i = passagehastighet ut ur vommen för X i Sambandet i ekvation E12 används för att beräkna nedbrytbarheten för lösliga fraktioner, för potentiellt nedbrytbar stärkelse och protein i grovfoder och kraftfoder samt för potentiellt nedbrytbar NDF i kraftfoder. Beräkningar för effektiv vomnedbrytning av NDF i grovfoder beskrivs längre fram. Utifrån beräknad vomnedbruten mängd av fraktionerna restfraktion, stärkelse, NDF, råprotein och organisk substans beräknas den effektiva nedbrytningsgraden i procent. Den beräknas som mängd nedbrutet i vommen dividerat med intaget av respektive fraktion. Fermentationsprodukter och ammoniakkväve Det antas att fermentationsprodukter och ammoniakkväve från fodret tas upp i blodet eller av mikroorganismerna och därmed bryts ner fullständigt i vommen Råfett Vid beräkning av vomnedbrutet råfett tas hänsyn till innehållet av glycerol och galaktos i fettet eftersom dessa komponenter ger energi till mikrobtillväxt och därmed förbrukas i vommen. I NorFor används fettsyrainnehållet i de enskilda fodermedlen för att bestämma innehållet av glycerol och galaktos i råfett. Mängden råfett som bryts ner i vommen beräknas enligt: 12

13 kdndf, %/timme E13. Råfett nedbrutet i vom = råfett i * (1000-fettsyror i råfett i ) Organisk substans I NorFor beräknas mängden organisk substans som brutits ner i vommen som summan av mängden vomnedbruten: Restfraktion (korrigerad) + Stärkelse + NDF + Råprotein (korrigerad) + ammoniakkväve + Råfett + Fermentationsprodukter. Nedbrytningshastighet De lösliga fraktionerna förutsätts ha en potentiell nedbrytbarhet på 100 % och följa vommens vätskefas. I NorFor är nedbrytningshastigheten för lösligt protein, löslig stärkelse och restfraktion konstant 150 % per timme. Nedbrytningshastigheten för NDF (kdndf) påverkas av mängden lättnedbrutna kolhydrater i foderstaten. I NorFor korrigeras kdndf utifrån förhållandet mellan mängden lättnedbrutna kolhydrater som bryts ner i vommen och innehållet av NDF i foderstaten. Nedbrytningshastigheten för NDF multipliceras med en korrigeringsfaktor som beräknas enligt en kurvlinjär funktion: E14. Korrigeringsfaktor för kdndf = exp (-a * (vomnedbruten RestCHO + vomnedbruten ST)/ (mängd NDF i foderstaten)) b - a och b är konstanter Ekvationen innebär att när andelen lättnedbrutna kolhydrater som brutits ner i vommen ökar i foderstaten i förhållande till NDF-innehållet så minskar nedbrytningshastigheten för NDF i foderstaten vilket framgår av figur 3. Detta innebär att nedbrytningsgraden av NDF i vommen sjunker vilket påverkar foderstatens energi- och AAT-värde negativt. 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 (gram RestCHO nedbrutet i vom + gram ST nedbrutet i vom)/gram NDF Figur 3. Nedbrytningshastigheten för NDF (kdndf) korrigerat för lättnedbrytbara kolhydrater (restfraktion och stärkelse) i foderstaten. Beräknat med en ursprunglig nedbrytningshastighet på 4% per timme. 13

14 passagehastighet, %/timme Passagehastighet, %/timme Passagehastighet Passagehastigheten i vommen är olika för vätska och partiklar samt för kraftfoder- och grovfoderpartiklar. De potentiellt nedbrytbara fraktionerna, pd i följer partikelfasen i vommen medan de lösliga fraktionerna följer vätskefasen. Partikelstorleken i ett fodermedel används till att bestämma om passagehastigheten för ett fodermedel skall beräknas som ett kraftfoder eller grovfoder. Gränsen mellan kraftfoder och grovfoder är i NorFor 6 mm (vanligast förekommande partikelstorlek). Den beräknade passagehastigheten beror av grovfoderandel i foderstaten och foderintag, kg ts/dag, vilket framgår av figur 4 respektive 5. 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 kpv kpk kpg 2,0 0, grovfoderandel, % av ts Figur 4. Passagehastighet för vätskepartiklar (kpv), kraftfoderpartiklar (kpk) respektive grovfoderpartiklar (kpg) i förhållande till grovfoderandel i foderstaten. Beräknat vid ett foderupptag på 15 kg ts/dag. 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 kpv kpk kpg 4,0 2,0 0, ts-intag, kg/dag Figur 5. Passagehastighet för vätskepartiklar (kpv), kraftfoderpartiklar (kpk) respektive grovfoderpartiklar (kpg) i förhållande till totalt ts-intag, kg ts/dag. Beräknat med en grovfoderandel på 50%. 14

15 Passagehastighet, %/timme Figur 4 och 5 visar att passagehastigheten ökar både vid en högre grovfoderandel i foderstaten och vid ett ökat foderintag. Passagehastigheten för grovfoder i figurerna gäller inte för NDF utan endast för protein och stärkelse. Anledningen till detta är att ekvationen resulterar i för låga värden för vomnedbrytbarheten av NDF i grovfoder. Beräkning av passagehastigheten för NDF i grovfoder redovisas nedan. Nedbrytning av NDF i grovfoder Eftersom NDF i grovfoder hålls tillbaka mer selektivt i vommen behövs en två-pools modell för att beskriva vomnedbrytbarheten. Den första poolen består av stora partiklar som inte kan passera ut ur vommen och den andra poolen består av små partiklar som kan passera ut ur vommen. Under förutsättningen att nedbrytningshastigheten för potentiellt nedbrytbar NDF (pdndf) är densamma i båda poolerna kan den effektiva vomnedbrytbarheten för pdndf i grovfoder beräknas enligt: E15. Effektiv vomnedbrytbarhet, NDF i grovfoder = pdndf(kdndf/(kdndf+kp 1 ) * (1+(kp 1 /kdndf+kp 2 ))) - pdndf = potentiellt nedbrytbar NDF i grovfoder - kdndf = nedbrytningshastigheten i vommen för pdndf - kp 1 = passagehastigheten från första till andra poolen - kp 2 = passagehastigheten för små partiklar ut ur vommen För att beräkna kp 1 och kp 2 används den genomsnittliga uppehållstiden i vommen (MRT). MRT motsvarar 1/kp NDF och för att beräkna kp NDF (passagehastigheten för NDF i grovfoder) används en kurvlinjär funktion där intaget av NDF/kg kroppsvikt påverkar passagehastigheten. Vid ett ökat NDF-intag per kg kroppsvikt ökar passagehastigheten för NDF i grovfoder enligt figur 6. 2,5 2 1,5 1 0, NDF-intag, g/kg kroppsvikt Figur 6. Passagehastighet för NDF i grovfoder i förhållande till NDF-intag (g/kg kroppsvikt). 15

16 I NorFor förutsätts det att MRT fördelas i de två poolerna i vommen med förhållandet 40:60. Det betyder att NDF i grovfodret uppehåller sig 40 % av den genomsnittliga uppehållstiden i den första poolen (stora partiklar) och 60 % i den andra poolen (små partiklar). Kp 1 och kp 2 kan därmed beräknas enligt följande ekvationer: E16. MRT 1 = 0,4*MRT => kp 1 = 1/MRT 1 MRT 2 = 0,6*MRT => kp 2 = 1/MRT 2 - MRT = 100/kpNDF - MRT 1 = genomsnittlig uppehållstid i den första poolen - MRT 2 = genomsnittlig uppehållstid i den andra poolen Mikrobiell tillväxt i vommen I NorFor beräknas mängden energi som är tillgänglig för mikrobiell tillväxt utifrån vomnedbruten organisk substans, varmed hänsyn tas till att energin kommer från vomnedbrutna kolhydrater, protein, fermentationsprodukter samt glycerol och galaktos från råfettet. I modellen tas hänsyn till att nedbrutet protein endast ger hälften så mycket energi till tillväxt som kolhydraterna ger. Det tas även hänsyn till att det från fermentationsprodukterna är mjölksyra som ger energi till mikrobväxt och att 50 % av fermentationsprodukterna består av mjölksyra. Fermentationsprodukterna kan bara utnyttjas av vommikroberna i liten grad. I beräkningen ger mjölksyra en fjärdedel så mycket energi per viktsenhet som kolhydrater ger. I NorFor beräknas mikrobiell syntes av protein, stärkelse och råfett i vommen. Mikrobiell proteinsyntes beräknas enligt: E17. Mikrobiellt protein = EMCP * ((Vomnedbruten RestCHO + Vomnedbruten ST + Vomnedbruten NDF) + Vomnedbrutet CP * 0,5 + Vomnedbrutet råfett + Vomnedbrutna fermentationsprodukter * 0,5 * 0,25) - EMCP = effektiviteten i den mikrobiella proteinsyntesen, g mikrobiellt protein/kg vomnedbruten organisk substans Den kemiska sammansättningen för vommikrober redovisas i tabell 8. Syntesen av mikrobiell stärkelse och råfett beräknas utifrån mängden bildat mikrobprotein. Mängden mikrobiell stärkelse beräknas utifrån kvoten mikrobiell stärkelse/mikrobiellt protein (=0,1) och mängden mikrobiellt råfett utifrån kvoten mikrobiellt råfett/mikrobiellt protein (=0,326), se tabell 8. Beräkningarna av mikrobiell stärkelse och mikrobiellt råfett redovisas i ekvationerna E18 respektive E19. E18. Mikrobiell stärkelse = Mikrobprotein * 0,1 E19. Mikrobiellt råfett = Mikrobprotein * 0,326 16

17 Mikrobeffektivitet, g mcp/kg vomnedbrutet OM Tabell 8. Kemisk sammansättning för vommikrober Kemisk komponent g/kg mikrobiell organisk substans Protein 511 Råfett, 166,6 Stärkelse, 51 Restfraktion, 272 Aminosyreinnehåll 73, g AAN per 100 g mikrobiellt N Effektiviteten i den mikrobiella proteinsyntesen är en kurvlinjär funktion som beror av foderintag och andelen lättnedbrytbara kolhydrater (stärkelse och restfraktion) i foderstaten och beräknas enligt: E20. EMCP = LN(ts-intag/lev.vikt)*a-b*S 2 + c*s d - EMCP = effektiviteten i den mikrobiella proteinsyntesen, g mikrobiellt protein/kg vomnedbruten organisk substans - a, b, c och d = konstanter - S= Stärkelse + Restfraktion i foderstaten, g/kg ts Hur mikrobeffektiviteten beror av mängden stärkelse och restfraktion i foderstaten framgår av figur Stärkelse + RestCHO, g/kg ts 10 kg ts 15 kg ts 20 kg ts Figur 7. Mikrobeffektivitet, g mikrobiellt protein per kg vomnedbruten organisk substans (OM) vid olika ts-intag i förhållande till mängd stärkelse och restfraktion (RestCHO) i foderstaten. Beräkningen av EMCP betyder att effektiviteten ökar med ökat ts-intag (pga. ökad passagehastighet) och sjunker med ökat innehåll av stärkelse och restfraktion i foderstaten, vilket framgår av figur 7. Orsaken till att effektiviteten ökar med ökat foderintag är att mikroorganismerna har ett lägre energibehov till underhåll när uppehållstiden i vommen minskar. Orsaken till att effektiviteten sjunker med ökat innehåll av stärkelse och restfraktion i foderstaten är ett större underhållsbehov för de amylolytiska bakterierna i förhållande till de cellulolytiska bakterierna. 17

18 Beräkning av PBV Om innehållet av protein i foderstaten är lågt kommer recirkuleringen av kväve via saliv eller genom vomväggen ha stor betydelse för kvävetillförseln till vommikroberna. Beräkningar visar att i genomsnitt 4,6 % av det intagna råproteinet från fodret ger en nettotillförsel till vommen. NorFor tar hänsyn till recirkuleringen av kväve när PBV (proteinbalans i vommen) beräknas enligt följande ekvation: E21. PBV (g/dag) = (Nedbrutet foderprotein i vommen + intag av NH 3 N*6,25 + (Intag av råprotein + intag av NH 3 N *6,25)* 0,046) Mikrobiellt råprotein 4.3 Tunntarm Flöde av organisk substans till tunntarmen Organisk substans som strömmar till tunntarmen består av mikrobiell organisk substans, foderfraktioner som inte brutits ner i vommen samt endogent material. I tunntarmen utsätts dessa komponenter för enzymatisk nedbrytning. Organisk substans från fodret I NorFor beräknas mängden organisk substans från fodret som passerar ut ur vommen. Den organiska substansen består av restfraktion, stärkelse, NDF, råprotein och råfett. Dessa komponenter består av potentiellt nedbrytbara och lösliga fraktioner som inte brutits ner i vommen samt av totalt osmältbara fraktioner. Mängden NDF som passerar ut ur vommen beräknas exempelvis som: E22. NDF passerat ut ur vom (g) = pdndf - pdndf nedbrutet i vommen + Intaget av totalt onedbrytbar NDF Mängden protein som passerar ut ur vommen består av onedbrutet lösligt och potentiellt nedbrytbart protein samt en proteinrestfraktion. Denna restfraktion består av totalt osmältbart protein och en fraktion som är tarmsmältbar men onedbrytbar i vommen. Proteinrestfraktionen beräknas då man i ett norskt försök har funnit en proteinfraktion som inte bryts ner i vommen men som blir tarmsmältbar efter att ha varit en tid i vommen. Mängden foderprotein som passerar ut ur vommen beräknas som: E23. Foderprotein passerat ut ur vom = Råprotein ej nedbrutet i vom + Restfraktion protein. - Restfraktion protein = Råprotein Lösligt råprotein Potentiellt nedbrytbart råprotein Mängden råfett som passerar ut ur vommen beräknas enligt: E24. Råfett foder passerat ut ur vom = råfett i * fettsyror i råfett i 18

19 Totalt flöde av protein och aminosyror till tunntarmen Vid beräkning av det totala flödet av protein till tunntarmen tas hänsyn till onedbrutet protein från fodret, mikrobprotein samt endogent protein enligt: E25. Proteinflöde till tunntarm = Foderprotein passerat ut ur vommen + Mikrobprotein + Endogent protein I NorFor förutsätts det att mängden endogent protein vid duodenum är 30g per kg organisk substans som passerar ut ur vommen. Mängden organisk substans som passerar ut ur vommen består dels av onedbruten organisk substans från fodret, dels av organisk substans från mikrober. Organisk substans från mikrober beräknas enligt ekvation E26. E26. Mikrobiell organisk substans = Mikrobiellt råprotein/0,511 (enligt tabell 8) I NorFor används det observerade aminosyrainnehållet i ursprungligt foderprotein som uttryck för aminosyrainnehållet i onedbrutet potentiellt nedbrytbart protein. Aminosyrainnehållet i onedbrutet lösligt protein antas vara 85% för alla fodermedel. Totalt flöde av aminosyror till tunntarmen beräknas enligt: E27. Passage av aminosyror till tunntarmen (g) = onedbrutet lösligt råprotein * aminosyreandel i onedbrutet lösligt råprotein + pdcp onedbrutet i vommen * aminosyraandel i foderprotein + restfraktion protein * aminosyraandel i foderprotein + mikrobiellt protein * aminosyraandel i mikrobiellt protein + endogent protein * aminosyraandel i endogent protein - aminosyraandel i onedbrutet lösligt råprotein = 0,85 - aminosyraandel i mikrobiellt protein = 0,73, se tabell 8 - aminosyraandel i endogent protein = 0,50 Tarmsmältbarhet Som framgick av föregående avsnitt består den organiska substansen som når tunntarmen av icke vomnedbruten organisk substans från foder, mikrobiellt bildad organisk substans och endogent protein. I NorFor förutsätts det att smältbarheten för NDF i tunntarmen är noll. För foderfett används en ekvation som ger lägre smältbarhet vid ökad mängd foderfett och för mikrobiell organisk substans används konstanta smältbarheter som framgår av tabell 9. Tabell 9. Smältbarhetskoefficienter för foderfettsyror och mikrobiell organisk substans Organisk substans Smältbarhetskoefficient Fettsyror från foder 93,8 0,0169*passage av foderråfett till tunntarm Mikrobiellt protein och aminosyror 85% Mikrobiell stärkelse 90% Mikrobiellt råfett 85% Mikrobiell restfraktion 0% Organisk substans från fodret Mängden tarmsmält protein och stärkelse från fodret bestäms utifrån förhållandet mellan andelen som inte blivit nedbruten i vommen och innehållet av totalt osmältbar fraktion. Tarmsmältbarheten för protein och stärkelse är därmed inte konstant utan varierar med nedbrytningsgraden i vommen. Mängden tarmsmält protein beräknas enligt: 19

20 E28. Tarmsmält foderprotein (g/dag) = Råprotein passerat ut ur vommen Totalt osmältbart råprotein Mängden smälta aminosyror från fodret beräknas utifrån aminosyrainnehållet i tarmsmält foderprotein. Tarmsmält stärkelse från fodret beräknas enligt: E29. Tarmsmält foderstärkelse (g/dag) = passage av pdst ut ur vommen ist + passage av sst ut ur vommen Mängden tarmsmält fett från fodret beräknas enligt: E30. Tarmsmält foderfett (g/dag) = passage av foderråfett till tunntarmen * smältbarhet för foderfettsyror Endogent protein Endogent protein frigörs, förutom vid duodenum, även längre ner i tunntarmen. I modellen är den mängden tre gånger den mängd som frigörs vid duodenum Det endogena proteinet blir delvis smält och reabsorberat i tunntarmen och tjocktarmen. Tarmsmältbarheten för det endogena proteinet är i NorFor 60 %. Total mängd stärkelse och fett smält i tunntarmen I NorFor beräknas och redovisas den totala mängden smält stärkelse i tunntarmen. Stärkelsen kommer både från onedbrutet foder och från vommikrober vilket framgår av ekvation E31. E31. Total mängd tarmsmält stärkelse (g/dag) = tarmsmält foderstärkelse + mikrobiell stärkelse * 0,9 Individuella aminosyror I NorFor beräknas absorptionen av individuella aminosyror. Det antas att aminosyraprofilen i det, i vommen, onedbrutna foderproteinet är densamma som i det intagna fodret och att nedbrytningshastigheten i vommen och tarmsmältbarheten av de individuella aminosyrorna är samma som för protein. Det förutsätts även att aminosyraprofilen är lika i det lösliga proteinet som i det potentiellt nedbrytbara proteinet. Tillförseln av individuella aminosyror (AAT i ) uttryckt i procent av total AAT beräknas enligt följande ekvation: 20

21 E32. AAT i (%) = (AAT mcp(i) + AAT fcp(i) + AAT ecp(i) )/AAT T AAT mcp(i) = individuell aminosyra (i) i AAT från tarmsmält mikrobiellt protein AAT fcp(i) = individuell aminosyra (i) i AAT från tarmsmält foderprotein AAT ecp(i) = individuell aminosyra (i) i AAT från tarmsmält endogent protein AAT T = AAT totalt Aminosyrainnehållet i mikrobiellt protein är 73% (se tabell 7) och 50% i endogent protein. Aminosyraprofilen för endogent och mikrobiellt protein framgår av tabell 10. Tabell 10. Aminosyraprofil i mikrobiellt och endogent protein enligt NorFor. Aminosyrakomposition, gram Mikrobiellt protein Endogent protein per 100 g aminosyror Arginin 5,1 4,0 Lysin 7,4 6,3 Metionin 2,5 1,1 Histidin 2,4 2,8 Isoleusin 5,9 3,6 Leusin 7,9 3,8 Treonin 5,3 5,0 Tryptofan 1,6 1,0 Tyrosin 5,6 Cystein 2,0 Fenylalanin 5,7 3,6 Valin 5,9 4,8 Beräkning av AAT Vid beräkning av AAT tas hänsyn till aminosyror från foder, mikrober och endogent protein. AAT-tillförseln beräknas enligt: E33. AAT (g/dag) = Aminosyror mikrober * 0,85 + Tarmsmälta aminosyror foder + Aminosyror endogent * 0,6 4.4 Tjocktarm Material som kommer till tjocktarmen består av näringsämnen från fodret som inte har brutits ner i vommen eller tunntarmen samt av endogen och mikrobiell organisk substans som inte har smälts i tunntarmen. Dessa näringsämnen blir i tjocktarmen utsatta för mikrobiell fermentering. Nedbrytning av NDF Nedbrytningshastigheten för NDF i tjocktarmen är inte densamma som i vommen eftersom NDF-fraktionen som kommer till tjocktarmen är svårare att bryta ner. I NorFor förutsätts det att uppehållstiden för NDF i tjocktarmen är 6 timmar och att passagehastigheten därmed är 16,7 % per timme (= 1/6, enligt samband beskrivet i ekvation E16). Nedbrytningshastigheten för NDF i tjocktarmen antas vara 4 % per timme. Mängden NDF som bryts ner i tjocktarmen beräknas enligt: 21

22 E34. NDF nedbrutet i tjocktarmen (g/dag) = pdndf ej nedbrutet i vommen * (4/(4+16,7)) - pdndf ej nedbrutet i vommen = pdndf - pdndf nedbrutet i vommen Mikrobiellt protein Liksom i vommen bildas det i tjocktarmen mikrobiellt protein. Effektiviteten i den mikrobiella proteinsyntesen i tjocktarmen är i NorFor 150g mikrobiellt protein per kg smältbara kolhydrater. Mängden mikrobprotein i tjocktarmen beräknas enligt ekvation E35. Anledningen till att det är kolhydrater som utgör energikällan till mikrobiell växt i tjocktarmen och inte organisk substans (som i vommen) är att onedbrutet och osmält protein som kommer till tjocktarmen inte antas ge någon energi till mikrobiell växt. E35. Mikrobiellt råprotein tjocktarm = (NDF nedbrutet i tjocktarm + (RestCHO som ej smälts i tummtarmen + Stärkelse nedbrutet i tjocktarmen + Mikrobiell stärkelse vom som ej smälts i tunntarmen) * 0,15 - Rest CHO som ej smälts i tummtarmen = Rest CHO passerat ut ur vom* 0,1 - Stärkelse nedbrutet i tjocktarmen = 0,9* (stärkelse passerat ut ur vom stärkelse smält i tunntarmen) - Mikrobiell stärkelse vom som ej smälts i tunntarmen = Mikrobiell stärkelse vom * 0,1 Mängden Mikrobiellt råfett i tjocktarmen beräknas utifrån syntesen av mikrobprotein i tjocktarmen, enligt ekvation E36. Fettinnehållet i mikrobfraktionen i tjocktarmen är högre än i vommen. Detta beror på att protozoerna inte bidrar till den kemiska sammansättningen i tjocktarmen. Mängden mikrobiellt råfett i tjocktarmen är 184 g/kg mikrobiell organisk substans. Mängden fettsyror per gram mikrobiellt protein beräknas därmed som 184/511 (= 0,36). E36. Mikrobiellt råfett tjocktarm = Mikrobiellt råprotein tjocktarm * 0,36 Total smältbarhet Den totala, skenbara, smältbarheten beräknas för protein, fett och kolhydrater. Den totala mängden smält protein beräknas enligt: E37. Total mängd smält protein (g/dag) = Intag av råprotein (Råprotein som ej brutits ner i vommen eller smälts i tunntarmen + Mikrobiellt råprotein vom som inte smälts i tunntarmen + Mikrobiellt råprotein tjocktarm + Endogent protein duodenum som inte smälts i tunntarmen * 3 ) Endogent protein tjocktarm 22

23 Beräkningen av endogent protein utsöndrat i tjocktarmen baseras på organisk substans som strömmar till tjocktarmen. Det antas att mängden endogent protein som utsöndras är 0,025 gram per gram organisk substans som kommer till tjocktarmen. Den organiska substansen som kommer till tjocktarmen består av: - NDF passerat ut ur vom - Stärkelse som ej brutits ner i vom eller smälts i tunntarmen - Foderprotein som ej brutits ner i vom eller smälts i tunntarmen - Endogent protein duodenum som ej smälts i tunntarmen - Mikrobiellt råprotein vom som ej smälts i tunntarmen - Mikrobiell stärkelse vom som ej smälts i tunntarmen - Mikrobiellt råfett vom som ej smälts i tunntarmen - Mikrobiell restfraktion (= mikrobiellt råprotein vom * 0,53,se tabell 8) Den totala, skenbara, mängden smält råfett beräknas enligt: E38. Totalt smält råfett (g) = passage av foderråfett till tunntarmen (passage av foderråfett till tunntarmen tarmsmält foderfett + Mikrobiellt råfett tjocktarm ) För att bestämma mängden totalt smälta kolhydrater förutsätts det att smältbarheten av mikrobiella kolhydrater i tunntarmen och tjocktarmen är 65 %. Den totala, skenbara, mängden smälta kolhydrater beräknas enligt: E39. Totalt smälta kolhydrater = kolhydrater från fodret som brutits ner i vom + kolhydrater från foder som smälts i tunntarmen + kolhydrater från foder som smälts i tjocktarmen - osmälta mikrobiella kolhydrater. - Kolhydrater från fodret = Organisk substans från fodret Råprotein Råfett + Vomnedbrutet råfett - Mikrobiella kolhydrater = Mikrobiellt råprotein vom * 0,63, enligt tabell 9 Utifrån de beräknade mängderna (gram) av totalt smält protein, fett och kolhydrater beräknas smältbarhetskoefficienter. Dessa beräknas som total smält fraktion dividerat med intaget av respektive foderfraktion (råprotein respektive kolhydrater). För råfett divideras den smälta fraktionen med den fettfraktion som passerar ut ur vommen. Förutom den skenbara smältbarheten för protein, fett och kolhydrater beräknas även den totala smältbarheten för organisk substans och NDF. Beräkningarna för detta redovisas i ekvation E40 respektive E41. E40. Total smältbarhet, organisk substans (%) = (Totalt smält protein (E37) + intag av NH 3 N + Totalt smält råfett (E38) + Totalt smälta kolhydrater (E39))/Intag av organisk substans E41. Total smältbarhet, NDF (%) = (NDF nedbrutet i vom + NDF nedbrutet i tjocktarm)/intag av NDF 23

24 4.5 Intermediär omsättning, energi Beräkning av energivärde I NorFor beräknas fodrets energiinnehåll med utgångspunkt från det holländska nettoenergisystemet. Nettoenergi beräknas utifrån omsättbar energi och den omsättbara energin beräknas utifrån den totala, skenbara, smältbarheten för protein, fett och kolhydrater. Samma energifaktorer som i det holländska energisystemet används men värdena för smältbarheten bestäms enligt NorFor där hänsyn tas till foderintagets storlek och foderstatens sammansättning. Fodrets innehåll av bruttoenergi (BE) bestäms enligt: E42. BE = 24,1*CP + 36,6*CFat + 18,5*(CHO) BE = bruttoenergi, MJ/kg ts CP = råprotein, g/kg ts CFat = råfett, g/kg ts CHO = kolhydrater, g/kg ts. Foderstatens innehåll av omsättbar energi (OE) bestäms utifrån totalt (skenbart) smältbart protein, fett och kolhydrater enligt ekvation E43. Observera att det tas hänsyn till ett lägre energiinnehåll i mono- och disackarider (socker) i förhållande till polysackarider. E43. OE, MJ/kg ts = 18 * totalt smält CP + 37,7 * totalt smält CFat + 14,2 * (totalt smälta CHO - upptag av socker) + 13,6 * upptag av socker Fodrets innehåll av nettoenergi till laktation (NEL) beräknas enligt: E44. NEL = 0,60*[1+0,004*(q-57)]*OE q = energikoncentrationen i fodret, %, enligt E45 Energikoncentrationen, q, definieras som omsättbar energi i procent av bruttoenergi och beräknas enligt: E45. Energikoncentration, q = OE/BE *100 Energibehov till underhåll Det dagliga underhållsbehovet av nettoenergi (NEL) bestäms enligt: E46. NEL för underhåll, MJ/dag = 0,29256*vikt 0,75 Underhållsbehov vid lösdrift och betesdrift För djur som hålls i lösdrift och djur som går på bete görs ett tillägg av underhållsbehovet med 10 %, dvs. det beräknade underhållsbehovet enligt E46 multipliceras med 1,1. I nuläget 24

25 används alltså samma tillägg för både lösdrift och betesdrift. I en framtida version av NorFor skall det dock finnas möjlighet för att beräkna olika energibehov för lösdrift respektive bete samt olika behov beroende på hur stor del av dygnet korna går på bete. Energibehov till mjölkproduktion I det holländska nettoenergisystemet ökar energibehovet med ökande mjölkavkastning från 0,44 FEm per kg ECM vid 15 kg mjölk till 0,48 FEm vid 50 kg mjölk. Denna ökning är en kompensation för reducerad fodernedbrytning vid ökat foderintag. I NorFor varierar smältbarheten av fodret med foderintag eftersom hänsyn tas till fodrets uppehållstid i vommen. Det innebär att foderstatens innehåll av omsättbar energi redan är korrigerat för foderintagets storlek och att det därför inte är nödvändigt med ett varierande energibehov till mjölkproduktion. I NorFor är energibehovet till mjölkproduktion därför konstant 3,14 MJ NEL per kg energikorrigerad mjölk. Skattad mjölkavkastning I NorFor beräknas en skattad mjölkavkastning som anges i kg ECM/dag. Den skattade ECMavkastningen är baserad på tillgänglig energi vilket innebär att det är den energibegränsande mjölkavkastningen som beräknas. ECM-avkastning beräknas utifrån tillförd energi från fodret och energibehov för underhåll, dräktighet och tillväxt för förstakalvare. Ekvationen som används för att beräkna ECM-avkastningen är: E47. Skattad ECM-avkastning (kg/dag) = ((NEL tillfört) (NEL behov))/ 3,14 - NEL behov = energibehov för underhåll, dräktighet och tillväxt för förstakalvare) Energibehov till dräktighet Fram till 150 dagar före kalvning har energibehovet till dräktighet liten betydelse för kons totala energibehov. Från 150 dagar före kalvning och fram till kalvning ökar energibehovet exponentiellt. Energibehovet till dräktighet är i NorFor samma som i det holländska nettoenergisystemet. Dagligt energibehov till dräktighet beräknas enligt följande ekvation: 0,0144*x + 1,1595 E48. Energi dräktighet = (förväntad vuxenvikt/600) * e - Energi dräktighet = energibehov till dräktighet, NEl, MJ/dag - Förväntad vuxenvikt = förväntad vuxenvikt för den aktuella rasen - x = dräktighetsdag Energibehov till tillväxt hos kvigor och kor i första laktation Nettoenergibehovet för tillväxt hos kvigor och förstakalvare beräknas enligt följande ekvation: 25

26 E49. NEl till tillväxt för förstakalvare, MJ/dag = 0,0188*vikt + 16,66*tillväxt 6,37 - Vikt = levandevikt, kg - Tillväxt = daglig tillväxt, kg/dag 4.6 Intermediär omsättning, protein Behov av AAT till underhåll Underhållsbehovet av AAT för nötkreatur är bestämt efter NRC (1985) och baseras på utsöndringen av endogent kväve i urin (på proteinbasis: 2,75*kroppsvikt 0,5 ) samt kväve som går åt till produktionen av hud och hår (på proteinbasis: 0,2*kroppsvikt 0,6 ). Hänsyn tas även till utsöndringen av endogent protein från fodernedbrytningskanalen beräknat i NorFor. I beräkningarna för underhållsbehovet förutsätts ett intermediärt utnyttjande av aminosyror på 67%. Underhållsbehovet av AAT beräknas enligt: E50. AAT underhåll (g/dag) = (2,75*kroppsvikt 0,5 ) / 0,67 + (0,2*kroppsvikt 0,6 ) / 0,67 + ((Endogena aminosyror duodenum * 3) (Endogena aminosyror duodenum * 3 * (0,6)))/0,67 + (Endogent protein tjocktarm * 0,5) Behov av AAT till dräktighet Behovet av AAT till dräktighet varierar med dräktighetsstadium och inkluderar både fostrets AAT-behov till tillväxt och underhåll samt behovet till kons fostervävnad. Vid beräkning av behovet förutsätts ett AAT-utnyttjande på 50 %. Behovet av AAT till dräktighet beräknas enligt följande ekvation (baserat på NRC 1985): E51. AAT dräktighet = (förväntad vuxenvikt/600) * (34,375 *exp(8, ,1201*exp(- 0,00262*x)-0,00262*x))/0,5 - AAT dräktighet = behov av AAT till dräktighet, g/dag - Förväntad vuxenvikt = Förväntad vuxenvikt för den aktuella rasen - x = dräktighetsdag Behov av AAT till tillväxt hos kvigor och kor i första laktation Beräkningen av AAT-behovet för tillväxt hos kvigor och förstakalvare är baserad på beräkningen av AAT-behovet till växande handjur. Det totala AAT-behovet för proteintillväxt hos kvigor och förstakalvare beräknas enligt: E52. AAT-behov till tillväxt, g/dag = proteintillväxt (enligt E53) * 1000 / U tillväxt (enligt E54) Proteintillväxten vid olika levandevikt och tillväxt beräknas enligt följande ekvation: 26

27 E53. Proteintillväxt förstakalvare, kg/dag = ((0,1541*1,06)*((EBW/vikt)*1,023*tillväxtl))*(EBW-L)^(1,06-1,0) * (förväntad vuxenvikt/600) - Vikt = levandevikt, kg * (600/förväntad vuxenvikt) - Tillväxt = daglig tillväxt, kg/dag * (600/förväntad vuxenvikt) - EBW (empty body weight) = exp(-0,3939+(1,046*ln(vikt))) - L (fettinnehåll i EBW) = exp(-6,38+(1,811*ln(ebw))) - l ( daglig fettansättning), kg/dag = (exp(-6,311 + (1,811*LN(EBW))) * (1,811)/EBW * (((EBW/vikt) * 1,046*tilläxt)^1,78)) Utnyttjandet av AAT till tillväxt baseras på utnyttjandet hos kastrater och tjurar och beräknas enligt följande ekvation: (-0,0019 * (vikt * (600/förväntad vuxenvikt))) E54. U tillväxt, % = 104,6 * exp - U tillväxt = Utnyttjandegraden av AAT till tillväxt, % Behov av AAT till mjölkproduktion Behovet av AAT till mjölkproteinproduktion beräknas utifrån observerad/önskad mängd producerad mjölkprotein, g/dag, enligt följande ekvation: E55. AAT mjölkprotein = 22,4 + 1,342*MP + 0, * MP 2 AAT mjölkprotein = AAT-behovet till mjölkproteinproduktion, g/dag MP = mjölkprotein, g/dag Tillgänglig AAT till mjölkproduktion Vid optimering eller balansering av en foderstat skall mängden AAT tillgänglig till mjölkproduktion uppfylla AAT-behovet till mjölkproteinproduktion. Tillgänglig AAT till mjölkproduktion beräknas som differensen mellan tillförd AAT från fodret och behovet av AAT (underhåll + dräktighet + tillväxt för förstakalvare). Dessutom tas hänsyn till deponering och mobilisering av protein. Detta sker genom ett tillägg eller avdrag av AAT beroende på om det finns ett överskott (deponering) eller underskott (mobilisering) av energi. Det förutsätts att 1 kg mobiliserad kroppsvikt innehåller 160 gram protein och att det ger 24,8 MJ Detta ger: E56. Mobiliserat kroppsprotein per MJ = 160/24,8 = 6,45 g/mj I NorFor förutsätts det att 80 % av det mobiliserade kroppsproteinet kan utnyttjas till produktion av mjölkprotein. Det betyder att det erhålls 5,16 gram AAT till mjölkprotein per MJ NEL i underskott. Vid ett underskott av energi adderas det mobiliserade proteinet till proteinet som är tillgängligt till mjölkmjölkproduktionen. 27